58
Copyright © 2012 Charles A. Dana Center at the University of Texas at Austin, Learning Sciences Research Institute at the University of Illinois at Chicago, and Agile Mind, Inc. Unit 3 Rate of change This unit introduces an important mathematical concept: rate of change. You will draw on your previous work with multiple representations as you develop and apply your understanding of rate of change. You will explore how learning feels and learn that, by better recognizing the feelings associated with the learning process, you can be more comfortable with these feelings as you learn new things. OUTLINE Topic 7: Exploring rate of change in motion problems Understanding and representing how quantities change is an important idea in algebra. In this topic, you explore the concept of rate by analyzing motion over time. You investigate the rate at which distance changes numerically and graphically. In this topic, you will: Understand the concepts of speed and rate Create motion graphs (distance vs. time) and investigate how changes in motion affect the graph Demonstrate what effect a change in speed or rate has on a motion graph Find rates for data in tables Compare different constant rates Find rates from graphs Topic 8: Algebraic thinking and how learning feels You further develop your problemsolving capabilities and algebraic thinking by working on nonroutine problems involving balance scales. You analyze the feelings you experience as you work on the problem, and learn that confusion is a natural state of learning and that learning often involves backsliding and breakthrough moments. In this topic, you will: Think in a reflective way about how it feels to be engaged in a challenging learning task Understand the learning process to empower you to take on more challenging learning tasks Extend the study of rates to unit rates Solve nonroutine problems involving balance scales, work rates and job completion Topic 9: Exploring rate of change in other situations You may have heard of growth rates, pay rates, pulse rates, interest rates, birth rates, postal rates, passing rates, conversion rates, and many other kinds of rates. These are all rates because they are comparisons of two quantities with units that are not the same. In this topic, you continue your investigation of important ideas related to rates, but in contexts that go beyond the context of motion. In this topic, you will: Find rates of change for linear functions from tables, graphs, or verbal descriptions Contrast proportional linear relationships with nonproportional linear relationships Identify relationships as linear or nonlinear from tables, graphs, or descriptions Identify from tables whether a relationships is linear, exponential, quadratic, or inverse variation

03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

  • Upload
    others

  • View
    0

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

 

Copyright  ©  2012  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

Unit  3  Rate of change

This  unit  introduces  an  important  mathematical  concept:  rate  of  change.  You  will  draw  on  your  previous  work  with  multiple  representations  as  you  develop  and  apply  your  understanding  of  rate  of  change.  

You  will  explore  how  learning  feels  and  learn  that,  by  better  recognizing  the  feelings  associated  with  the  learning  process,  you  can  be  more  comfortable  with  these  feelings  as  you  learn  new  things.  

OUTLINE

Topic  7:    Exploring  rate  of  change  in  motion  problems    

Understanding  and  representing  how  quantities  change  is  an  important  idea  in  algebra.  In  this  topic,  you  explore  the  concept  of  rate  by  analyzing  motion  over  time.  You  investigate  the  rate  at  which  distance  changes  numerically  and  graphically.  

In  this  topic,  you  will:  

• Understand  the  concepts  of  speed  and  rate    • Create  motion  graphs  (distance  vs.  time)  and  investigate  how  changes  in  motion  affect  the  graph    • Demonstrate  what  effect  a  change  in  speed  or  rate  has  on  a  motion  graph    • Find  rates  for  data  in  tables    • Compare  different  constant  rates    • Find  rates  from  graphs    

Topic  8:    Algebraic  thinking  and  how  learning  feels    

You  further  develop  your  problem-­‐solving  capabilities  and  algebraic  thinking  by  working  on  non-­‐routine  problems  involving  balance  scales.  You  analyze  the  feelings  you  experience  as  you  work  on  the  problem,  and  learn  that  confusion  is  a  natural  state  of  learning  and  that  learning  often  involves  backsliding  and  breakthrough  moments.  

In  this  topic,  you  will:  

• Think  in  a  reflective  way  about  how  it  feels  to  be  engaged  in  a  challenging  learning  task      • Understand  the  learning  process  to  empower  you  to  take  on  more  challenging  learning  tasks    • Extend  the  study  of  rates  to  unit  rates  • Solve  non-­‐routine  problems  involving  balance  scales,  work  rates  and  job  completion  

   Topic  9:    Exploring  rate  of  change  in  other  situations    

You  may  have  heard  of  growth  rates,  pay  rates,  pulse  rates,  interest  rates,  birth  rates,  postal  rates,  passing  rates,  conversion  rates,  and  many  other  kinds  of  rates.  These  are  all  rates  because  they  are  comparisons  of  two  quantities  with  units  that  are  not  the  same.  In  this  topic,  you  continue  your  investigation  of  important  ideas  related  to  rates,  but  in  contexts  that  go  beyond  the  context  of  motion.  

In  this  topic,  you  will:  

• Find  rates  of  change  for  linear  functions  from  tables,  graphs,  or  verbal  descriptions  • Contrast  proportional  linear  relationships  with  non-­‐proportional  linear  relationships    • Identify  relationships  as  linear  or  non-­‐linear  from  tables,  graphs,  or  descriptions  • Identify  from  tables  whether  a  relationships  is  linear,  exponential,  quadratic,  or  inverse  variation  

 

Page 2: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

 

Copyright  ©  2012  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

Page 3: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

Topic  7:  Exploring  rate  of  change  in  motion  problems   255  

Copyright  ©  2012  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

EXPLORING RATE OF CHANGE IN MOTION PROBLEMS Lesson 7.1 Rates and motion graphs

7.1 OPENER

Here  are  three  situations  that  suggest  different  speeds.    Situation  A:   Running  a  foot  race  Situation  B:   Riding  a  bike  Situation  C:   Racing  a  car  

1. Here  are  three  numerical  speeds.  Write  each  situation  next  to  the  speed  that  makes  sense.  

• 15  miles  per  hour  ______________________  • 110  miles  per  hour  ______________________  • 6  miles  per  hour      ______________________  

2. List  three  other  situations  that  deal  with  speeds.  Then  write  a  numerical  speed  that  makes  sense  for  each  situation.    

 

 

7.1 CORE ACTIVITY

1. Complete  the  math  journal.      

Term   My  understanding  of  this  term…   An  example  that  illustrates  this  term…  

Speed  

   

Rate  

   

 

2. How  is  speed  like  a  rate?  How  is  speed  different  from  a  rate?            

Page 4: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

256   Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2012  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

3. A  motion  detector  is  used  to  detect  a  skateboarder’s  movement.  Different  situations  for  the  skateboarder  are  described.  For  each  situation,  sketch  a  graph  and  then  describe  how  your  sketch  matches  the  description  provided.    

a. The  skateboarder  moves  at  a  moderate,  steady  rate  away  from  the  motion  detector.  

Sketch  a  graph   Describe  in  words  

 

b. The  skateboarder  moves  at  a  faster,  steady  rate  away  from  the  motion  detector.  

Sketch  a  graph   Describe  in  words  

 

c. The  skateboarder  moves  away  from  the  motion  detector  for  about  a  second  and  then  stands  still.  

Sketch  a  graph   Describe  in  words  

 

d. The  skateboarder  starts  far  from  the  motion  detector  and  skates  toward  the  motion  detector.  

Sketch  a  graph   Describe  in  words  

 

Page 5: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

Topic  7:  Exploring  rate  of  change  in  motion  problems   257  

Copyright  ©  2012  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

e. The  skateboarder  skates  slowly  and  then  speeds  up.  

Sketch  a  graph   Describe  in  words  

 

f. The  skateboarder  skates  quickly  and  then  slows  down.  

Sketch  a  graph   Describe  in  words  

4. Based  on  the  information  in  the  graph,  what  happened    7  seconds  into  Terrence’s  skate?        

   

 

 

 

 

7.1 CONSOLIDATION ACTIVITY

1.      Sketch  a  graph  for  each  of  the  following  situations.  Then  check  your  graph  using  the  animation.  a. Sketch  a  graph  of  Terrence  starting  4  feet  from  the  motion  

detector  and  skating  at  a  constant,  steady  pace  away  from  the  motion  detector.    

Page 6: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

258   Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2012  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

b. Sketch  a  graph  of  Terrence  starting  4  feet  from  the  motion  detector  and  skating  at  a  constant,  steady  pace  toward  the  motion  detector.    

c. Start  Terrence  1  foot  away  from  the  motion  detector.  Move  him  away  slowly  at  first,  then  speed  up.  

d. Start  Terrence  1  foot  away  from  the  motion  detector.  Move  him  away  quickly  at  first,  then  slow  down.  

e. Start  Terrence  7  feet  away  from  the  motion  detector.    Move  him  toward  the  motion  detector  slowly  at  first,    then  speed  up.  

f. Start  Terrence  7  feet  away  from  the  motion  detector.    Move  him  toward  the  motion  detector  quickly  at  first,    then  slow  down.  

 

Page 7: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

Topic  7:  Exploring  rate  of  change  in  motion  problems   259  

Copyright  ©  2012  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

2.      Now  look  back  over  your  work  and  answer  the  following  questions.    

a. How  is  Terrence  skateboarding  when  his  graphs  most  look  like  lines?  How  is  he  skateboarding  when  the  graphs  look  like  curves?  

                 

b. How  is  Terrence  skateboarding  when  his  graphs  rise  from  left  to  right?  How  is  he  skateboarding  when  the  graphs  fall  from  left  to  right?  

                   3.      Use  the  graph  provided  to  answer  the  following  questions.  

a. Where  is  Terrence  at  4  seconds?  How  do  you  know?        

           

b. What  is  happening  between  7  and  10  seconds?  How  do  you  know?    

 

Page 8: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

260   Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2012  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

HOMEWORK 7.1 Notes  or  additional  instructions  based  on  whole-­‐class  discussion  of  homework  assignment:  

 

 

 

Part  I:  Match  each  description  in  questions  1  and  2  with  the  corresponding  graph.  Then  answer  question  3.  

1.   For  each  description  of  the  skateboarder’s  motion,  write  the  letter  of  the  corresponding  graph.  

   

  a. Terrence  started  at  2  feet  and  skated  quickly  away  from  the  motion  detector.  

____  

 

  b. Terrence  started  at  2  feet  and  skated  slowly  away  from  the  motion  detector.  

____  

  c. Terrence  started  at  5  feet  and  skated  quickly  away  from  the  motion  detector.  

____  

  d. Terrence  started  at  2  feet  and  paused  to  catch  his  breath.   ____  

  e. Terrence  started  at  5  feet  and  skated  slowly  away  from  the  motion  detector.  

____  

2.   For  each  description  of  the  skateboarder’s  motion,  write  the  letter  of  the  corresponding  graph.  

 

  a. Terrence  started  at  6  feet  and  skated  slowly  toward  the  motion  detector.  

____  

  b. Terrence  started  at  6  feet  and  skated  quickly  toward  the  motion  detector.  

____  

  c. Terrence  started  at  3  feet  and  skated  quickly  toward  the  motion  detector.  

____  

  d. Terrence  started  at  3  feet  and  skated  slowly  toward  the  motion  detector.  

____  

3.   Describe  your  strategy  for  matching  the  descriptions  and  graphs  in  Part  I.  

Part  II.  Match  each  description  with  the  corresponding  graph.  Write  the  letter  in  the  blank.    

4.   Terrence  skated  quickly  toward  the  motion  detector  for  3  seconds  and  then  slowly  away  from  it  for  3  seconds.  

____  

 

 

5.   Terrence  skated  slowly  away  from  the  motion  detector  for  3  seconds  and  then  quickly  toward  it  for  3  seconds.  

____  

 

6.   Terrence  skated  quickly  toward  the  motion  detector  for  2  seconds  and  then  slowly  away  from  it  for  4  seconds.  

____  

 

7.   Terrence  skated  slowly  away  from  the  motion  detector  for  2  seconds  and  quickly  toward  it  for  4  seconds.  

____  

 

 

Page 9: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

Topic  7:  Exploring  rate  of  change  in  motion  problems   261  

Copyright  ©  2012  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

Part  III.  Explain  in  words:    

8. José  says  the  graph  represents  Terrence  skating  up  a  hill  and  then  down  a  hill.  What  do  you  say  to  José?          

 

9. What  would  a  graph  look  like  if  Terrence  skateboarded  quickly?          

10. What  would  a  graph  look  like  if  Terrence  skateboarded  slowly?          

11. What  would  a  graph  look  like  if  Terrence  skateboarded  away  from  the  motion  detector?          

12. What  would  a  graph  look  like  if  Terrence  skateboarded  toward  the  motion  detector?            

Page 10: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

262   Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2012  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

STAYING SHARP 7.1 Practic

ing  algebra  skills  &  con

cepts  

1.     Complete  the  following  table.    

Directions   Example   For  any  number,  n  

Choose  a  number.     n  

Multiply  by  4.    

   

Add  3.   23    

 

 

2.     Simplify:    

!!

9− 26− 4

 

Answer:    

Prep

aring  for  u

pcom

ing  lesson

s  

3.   Teri  is  downloading  a  file  and  the  computer  shows  this  image  after  taking  2  minutes  to  download.  About  how  long  will  it  take  Teri  to  download  the  whole  file?    Answer  with  supporting  work:  

4.   If  you  popped  3  bags  of  popcorn  in  15  minutes,  how  many  bags  did  you  pop  per  minute?  

 

           Answer  with  supporting  work:  

 

Review

ing  pre-­‐algebra  ideas  

5.     a.  Find  the  average  of  27  and  45.                   b.  Find  the  average  of  10,  18,  and  23.    

6.   Label  the  quadrants.  

In  which  quadrant  is  each  of  the  points?    

 

a. (-­‐2,55)    _______    

b. (55,-­‐2)    _______    

c. (-­‐2,-­‐55)  _______      

Time: 2:00 minutes

10% downloaded...

Page 11: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

Topic  7:  Exploring  rate  of  change  in  motion  problems   263  

Copyright  ©  2010  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

Lesson 7.2 Match the graph

7.2 OPENER 1. Which  line  could  model  each  situation?  Write  a  letter  of  a  line  in  each  blank.  Some  lines  may  fit  more  than  one  situation.    

 a. Terrence  skated  quickly  away  from  the  motion  

detector.      

 

b. Terrence  skated  slowly  away  from  the  motion  detector.  

   

c. Terrence  skated  quickly  toward  the  motion  detector.  

   

d. Terrence  took  a  break,  standing  still  in  front  of  the  motion  detector.  

   

e. Terrence  skated  slowly  toward  the  motion  detector.  

   

2. Describe  the  strategy  you  used  to  complete  this  activity.  

7.2 CORE ACTIVITY

1. Using  the  terms  provided,  fill  in  the  blanks  to  complete  the  statements.    

rate   time  

distance   speed    

a. The  skateboarder  begins  at  a          of  7  feet  from  the  motion  detector.  

b. How  many  seconds  the  skateboarder’s  ride  lasts  is  the         .  

c. The  skateboarder’s            is  negative.  

2. The  graph  of  Terrence’s  skateboarding  is  shown  here,  with  each  segment  labeled.  Use  the  graph  to  answer  the  questions.    

a. For  each  of  the  segments,  describe  how  you  would  move  the  skateboarder  to  match  that  portion  of  the  graph.  

Segment  A  

Segment  B    

Segment  C    

b. What  is  different  about  the  ways  you  would  move  the  skateboarder  to  match  the  three  different  graph  segments?  

Page 12: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

264   Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2010  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

3.  Where  was  the  skateboarder's  starting  position  this  time?  How  do  you  know?  

 

4. Complete  this  puzzle  to  test  your  understanding  of  how  the  shape  of  a  graph  relates  to  the  rate  of  change.  Fill  in  the  blanks  to  complete  each  statement.    

a. Segment  ____  is  horizontal.  

b. Segment  ____  is  steeper  than  segment  ____.  

c. Segment  ____  rises,  but  is  flatter  than  segment  ____.  

d. Segment  ____  shows  a  steady,  fast  rate.  

e. Segment  ____  shows  a  steady,  slow  rate.  

f. Segment  ____  shows  no  movement.  

 

 

5. Describe  how  you  would  move  the  skateboard  to  generate  each  of  the  following  graphs.  

a.  

 

b.  

 

Page 13: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

Topic  7:  Exploring  rate  of  change  in  motion  problems   265  

Copyright  ©  2010  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

c.  

 

6. Complete  this  puzzle  to  demonstrate  your  understanding  of  the  relationship  between  the  steepness  of  the  graph  and  the  skateboarder's  speed.  Match  each  description  of  the  skateboarder's  speed  with  a  line  segment.    

a.      ____        He  moved  quickly  and  at  a  constant  rate.      

b.      ____        He  stopped  moving.    

c.      ____        He  moved  slowly  at  a  constant  rate.    

d.      ____        He  moved  most  quickly  here.  

   

7.2 REVIEW END-OF-UNIT ASSESSMENT

Today  you  will  review  the  end-­‐of-­‐unit  assessment.  

Page 14: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

266   Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2010  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

HOMEWORK 7.2 Notes  or  additional  instructions  based  on  whole-­‐class  discussion  of  homework  assignment:  

 

 

1. Sketch  a  graph  (Elapsed  time,  Distance)  for  each  description.  Keep  in  mind  that  you  must  walk  for  the  full  10  seconds  and  cannot  travel  farther  than  10  feet  from  the  motion  detector.  

a. You  start  3  feet  from  the  motion  detector  and  walk  slowly  away  from  the  motion  detector.  

b. You  start  2  feet  from  the  motion  detector  and  walk  quickly  away  from  the  motion  detector.  

   

c. You  start  7  feet  from  the  motion  detector  and  walk  slowly  toward  the  motion  detector.  

d. You  start  9  feet  from  the  motion  detector  and  walk  quickly  toward  the  motion  detector.  

   

e. You  walk  toward  the  motion  detector,  stand  still,  and  then  walk  away  from  the  motion  detector.    

f. You  stand  still,  then  walk  away  from  the  motion  detector,  and  then  back  toward  the  motion  detector.  

   

 

Elapsed  time  (sec)  

Distan

ce  from

 motion  de

tector  (ft)  

Elapsed  time  (sec)  

Distan

ce  from

 motion  de

tector  (ft)  

Elapsed  time  (sec)  

Distan

ce  from

 motion  de

tector  (ft)  

Elapsed  time  (sec)  

Distan

ce  from

 motion  de

tector  (ft)  

Elapsed  time  (sec)  

Distan

ce  from

 motion  de

tector  (ft)  

Elapsed  time  (sec)  

Distan

ce  from

 motion  de

tector  (ft)  

Page 15: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

Topic  7:  Exploring  rate  of  change  in  motion  problems   267  

Copyright  ©  2010  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

2. Mark  is  running  in  a  foot  race.  The  graph  below  shows  Mark’s  distance  from  the  finish  line  as  related  to  time.  Use  the  graph  to  

answer  the  following  questions.    

 a. How  long  was  the  race?  Explain.  

     

b. How  long  did  it  take  Mark  to  finish  the  race?  Explain.        

c. Write  a  story  about  Mark’s  race.  

Page 16: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

268   Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2010  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

STAYING SHARP 7.2 Practic

ing  algebra  skills  &  con

cepts  

1.    

a.     Calculate  the  following  products.  Look  for  a  pattern.  

 

b.     Can  you  use  the  pattern  to  help  you  find   9 ⋅8 ?    

Explain:  

   

2.     Simplify:    

!!

3− 81− 5

 

Answer:    

Prep

aring  for  u

pcom

ing  lesson

s  

3.   If  Jonah  sees  this  image  on  his  computer  while  he  is  downloading  a  file,  about  how  long  will  the  entire  download  take?    

 

 

         

             Explain  your  answer:  

4.   If  an  elevator  traveled  10  floors  in  5  seconds,  how  many  floors  did  it  travel  in  1  second?  

 

           Explain  your  reasoning:  

   

Review

ing  pre-­‐algebra  ideas  

5.       a.  José  made  these  grades  on  tests:  78,  88,  98.    Without  doing  any  computing,  what  is  his  average?    ______  

 

b.  If  he  makes  a  _____  on  his  next  test,  his  average  will  stay  the  same.  

 

c.  If  he  makes  a  _____  on  his  next  test,  his  average  will  go  up.  

 

d.  If  he  makes  a  _____  on  his  next  test,  his  average  will  go  down.  

 

6.   Plot  the  following  points  on  the  grid  provided.  

A  (1,7);  B  (5,2);  C  (8,0);  D  (9,9)  

   

10 ⋅91 ⋅99 ⋅910 ⋅ 71 ⋅ 79 ⋅ 7

8:00 minutes remaining

40% remaining...

Page 17: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

Topic  7:  Exploring  rate  of  change  in  motion  problems   269  

Copyright  ©  2010  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

Lesson 7.3 Motion with non-constant rates

7.3 OPENER

The  graph  shows  a  skateboarder’s  distance  in  front  of  a  motion  detector.    

After  looking  at  the  graph,  Stephen  says  that  the  skateboarder  started  8  feet  from  the  motion  detector  and  skated  away  from  it  at  a  constant  rate.  

Is  Stephen’s  analysis  correct?  If  so,  explain  how  you  know.  If  not,  correct  his  analysis  and  explain  how  you  know  you  are  right.  

   

 

7.3 CORE ACTIVITY

1. Describe  how  you  would  move  the  skateboard  to  generate  each  of  the  following  graphs.  

a.  

       

b.  

         

2. Describe  how  you  would  move  the  skateboard  to  generate  each  of  the  following  graphs.    

a.  

       

Page 18: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

270   Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2010  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

b.  

       

c.  

 

d.  

 

7.3 CONSOLIDATION ACTIVITY

1. Sketch  a  graph  to  model  the  verbal  description  provided.      

a. Start  8  feet  away  from  the  motion  detector.  Move  toward  the  motion  detector  quickly  and  then  gradually  slow  down.  

 

Page 19: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

Topic  7:  Exploring  rate  of  change  in  motion  problems   271  

Copyright  ©  2010  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

b. Start  2  feet  away  from  the  motion  detector.  Move  away  from  the  motion  detector  quickly  and  then  gradually  slow  down.  

 

c. Start  8  feet  away  from  the  motion  detector.  Move  toward  the  motion  detector  slowly  and  then  gradually  speed  up.  

 

d. Start  2  feet  away  from  the  motion  detector.  Move  away  from  the  motion  detector  slowly  and  gradually  speed  up.  

 

e. Start  8  feet  away  from  the  motion  detector.  Move  toward  the  motion  detector  quickly  and  then  stop.  

 

 

2. Explain  how  to  move  to  correctly  match  the  graph.    

a. Explain  graph:  

 

Page 20: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

272   Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2010  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

b. Explain  graph:  

 c. Explain  graph:  

                       

d. Explain  graph:                      

   

3. Study  the  graphs  and  then  answer  the  questions  that  follow.  

A.     B.     C.    

Page 21: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

Topic  7:  Exploring  rate  of  change  in  motion  problems   273  

Copyright  ©  2010  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

D.  

 

E.     F.    

 

 

 

 

 

 

a. Which  of  the  graphs  cannot  be  created  by  walking  in  front  of  a  motion  detector?  Explain  why.          

b. Which  of  the  graphs  can  be  created  by  walking  in  front  of  a  motion  detector?  Explain  how  you  would  walk  to  produce  the  graphs.      

 

4. Looking  back  over  your  work,  answer  the  following  questions.    

a. How  are  you  walking  when  your  graphs  look  most  like  straight  lines?  

 

 

b. How  are  you  walking  when  your  graphs  look  most  like  curves?  

 

 

c. How  are  you  walking  when  your  graphs  look  the  steepest?  

 

 

d. How  are  you  walking  when  your  graphs  look  the  shallowest?  

     

Page 22: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

274   Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2010  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

HOMEWORK 7.3 Notes  or  additional  instructions  based  on  whole-­‐class  discussion  of  homework  assignment:  

 

 

1. Match  each  description  with  the  corresponding  graph.  Write  a  letter  in    each  blank.    

a. You  started  walking  quickly  away  from  the  motion  detector  and  gradually  slowed  down.  

____    

b. You  started  walking  away  slowly  from  the  motion  detector  and  gradually  sped  up.  

____  

c. You  walked  toward  the  motion  detector  at  a  fast,  constant  rate  and  then  you  walked  away  at  a  slower  constant  rate.  

____  

d. You  walked  away  from  and  then  toward  and  then  away  from  and  then  toward  the  motion  detector.  

____  

e. You  started  walking  quickly  toward  the  motion  detector  and  gradually  slowed  down.  

____  

f. You  started  walking  slowly  toward  the  motion  detector  and  gradually  sped  up.  

____  

 

 

2. Complete  the  math  journal.    

Scenario:   Describe  in  words  what  the  graph  would  look  like.  

Sketch  the  graph.  

a. You  start  walking  slowly  and  speed  up.  

 

 

 

   

b. You  start  walking  quickly  and  slow  down.  

 

 

 

   

c. You  walk  at  a  constant  rate.  

 

 

 

 

   

Page 23: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

Topic  7:  Exploring  rate  of  change  in  motion  problems   275  

Copyright  ©  2010  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

STAYING SHARP 7.3 Practic

ing  algebra  skills  &  con

cepts  

1.   Do  the  following  calculations.  Look  for  a  pattern.  98 + 47100 + 45

 

Can  you  use  the  pattern  to  help  you  figure   97 + 74 ?    Explain:  

 

2.     Simplify:    

!!

1− 96− (−2)

 

Answer:    

Prep

aring  for  u

pcom

ing  lesson

s  

3.   Twelve  minutes  after  he  starts  downloading  a  file,  Mario  looks  at  his  computer  and  sees  this  image.  About  how  long  will  it  take  to  download  the  entire  file?    

30% downloaded...

Time: 12:00 minutes

   Answer  with  supporting  work:  

   

4.   a.  Tali  jogs  a  mile  in  12  minutes.  How  many  miles  per  hour  is  Tali  running?          

b.  Sandra  runs  twice  as  fast  as  Tali.  How  many  miles  per  hour  is  Sandra  running?  How  long  does  it  take  for  Sandra  to  run  a  mile?    

 

Review

ing  pre-­‐algebra  ideas  

5.   Two  numbers  have  an  average  of  17.  If  one  of  the  numbers  is  11,  what  is  the  other  number?    Answer  with  supporting  work:  

 

6.   Label  each  point  in  the  graph  with  its  coordinates  written  as  an  ordered  pair.    

   

Page 24: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

276   Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2010  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

Page 25: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

Topic  7:  Exploring  rate  of  change  in  motion  problems   277  

Copyright  ©  2010  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

Lesson 7.4 Elevator graphs

7.4 OPENER  

Here  is  the  graph  of  an  elevator  ride,  shown  in  (Elapsed  time  in  seconds,  Distance  from  ground  in  floor  numbers).  Interpret  the  graph  by  answering  the  following  questions.  

   

1.      Where  did  the  elevator  start?  

 

 

2.      What  happened  between  0  and  4  seconds?  

 

 

3.      What  happened  between  4  and  6  seconds?  

 

 

4.      What  happened  between  8  and  9  seconds?      

7.4 CORE ACTIVITY

1. Sketch  the  graph  of  each  elevator  ride  described.    

a. Start  the  elevator  on  floor  4  and  make  the  elevator  rise  at  a  rate  of  1  floor  per  second.  

b. Start  the  elevator  on  floor  -­‐3  and  make  the  elevator  rise  at  a  rate  of  2  floors  per  second.  

   

Page 26: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

278   Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2010  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

 

c. Start  the  elevator  on  floor  11  and  make  the  elevator  descend  at  a  rate  of  1  floor  per  second.  

d. Start  the  elevator  on  floor  12  and  make  the  elevator  descend  at  a  rate  of  2  floors  per  second.  

   

2. Why  do  some  of  the  graphs  end  with  a  horizontal  segment?    

 

3. What  is  the  meaning  of  the  point  (7,-­‐2)  on  graph  1d?    

   

4. Suppose  the  hotel  has  two  elevators:  elevator  A  and  elevator  B.  The  elevators’  rides  are  described.  Sketch  the  graphs  of  elevator  A  and  elevator  B  on  the  same  grid.  Use  two  colors,  one  for  each  elevator.    

a. Elevator  A:  Start  at  floor  5  at  rate  1  floor  per  second  Elevator  B:  Start  at  floor  2  at  rate  4  floors  per  second    

b. Elevator  A:  Start  at  floor  11  at  rate  2  floors  per  second  Elevator  B:  Start  at  floor  -­‐3  at  rate  2  floors  per  second  

   c. Elevator  A:  Start  at  floor  3  at  rate  -­‐2  floors  per  second  

Elevator  B:  Start  at  floor  3  at  rate  2  floors  per  second  d. Elevator  A:  Start  at  floor  11  at  rate  -­‐1  floor  per  second  

Elevator  B:  Start  at  floor  11  at  rate  -­‐3  floors  per  second  

   

Page 27: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

Topic  7:  Exploring  rate  of  change  in  motion  problems   279  

Copyright  ©  2010  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

e. Elevator  A:  Start  at  floor  1  at  rate  -­‐1  floor  per  second  Elevator  B:  Start  at  floor  12  at  rate  -­‐3  floors  per  second    

   

7.4 CONSOLIDATION ACTIVITY

1. Use  the  graph  to  determine  starting  floor  and  rate  for  each  elevator.    a. Elevator  A:  Start:  ____  Rate:  ____  

Elevator  B:  Start:  ____  Rate:  ____  b. Elevator  A:  Start:  ____  Rate:  ____  

Elevator  B:  Start:  ____  Rate:  ____  

   

Page 28: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

280   Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2010  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

 

c. Elevator  A:  Start:  ____  Rate:  ____  Elevator  B:  Start:  ____  Rate:  ____  

d. Elevator  A:  Start:  ____  Rate:  ____  Elevator  B:  Start:  ____  Rate:  ____  

   e. Elevator  A:  Start:  ____  Rate:  ____  

Elevator  B:  Start:  ____  Rate:  ____  f. Elevator  A:  Start:  ____  Rate:  ____  

Elevator  B:  Start:  ____  Rate:  ____  

       

2      a.   Look  back  over  your  work.  How  did  you  decide  what  the  starting  floor  was?  

 

         b.   How  did  you  decide  what  the  rate  was?  

 

3.    Sketch  a  prediction  for  each  of  the  following  descriptions  of  elevator  motion.    

a. Elevator  A:  Start  at  floor  7  at  a  rate  of  1  floor  per  second  Elevator  B:  Start  at  floor  7  at  a  rate  of  2  floors  per  second  

b. Elevator  A:  Start  at  floor  7  at  a  rate  of  -­‐1  floor  per  second  Elevator  B:  Start  at  floor  7  at  a  rate  of  -­‐2  floors  per  second  

   

Page 29: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

Topic  7:  Exploring  rate  of  change  in  motion  problems   281  

Copyright  ©  2010  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

c. Elevator  A:  Start  at  floor  4  at  a  rate  of  -­‐4  floors  per  second  Elevator  B:  Start  at  floor  1  at  a  rate  of  4  floors  per  second  

d. Elevator  A:  Start  at  floor  11  at  a  rate  of  2  floors  per  second  Elevator  B:  Start  at  floor  11  at  a  rate  of  -­‐2  floors  per  second  

         

4      a.   Look  back  over  your  work.  How  does  the  rate  of  the  elevator  relate  to  the  steepness  of  the  graph?        

         b.   What  is  the  connection  between  the  starting  floor  for  the  elevator  and  the  starting  point  for  the  graph?            5. Five  descriptions  of  graphs  are  provided  here.  Use  these  descriptions  to  fill  in  the  blanks  in  the  statements  about  elevator  

motion.    the  graph  falls  and  is  steeper  

the  graph  rises  and  is  steeper  

the  graph  is  a  horizontal  line  

the  graph  rises  and  is  less  steep  

the  graph  falls  and  is  less  steep  

 

a. When  the  elevator  pauses  on  a  floor,  _________________________________________________________.    

b. When  the  elevator  rises  rapidly,  ______________________________________________________________.    

c. When  the  elevator  descends  rapidly,  _________________________________________________________.    

d. When  the  elevator  rises  slowly,  _______________________________________________________________.    

e. When  the  elevator  descends  slowly,  __________________________________________________________.  

 

 

Page 30: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

282   Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2010  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

HOMEWORK 7.4 Notes  or  additional  instructions  based  on  whole-­‐class  discussion  of  homework  assignment:  

 

 

 

 

1. Match  each  description  with  the  corresponding  graph.  Write  a  letter  in  each  blank.    

a. The  elevator  starts  on  floor  3  and  rises  at  4  floors  per  second.   ____  

 

b. The  elevator  starts  on  floor  8  and  descends  at  1  floor  per  second.  

____  

c. The  elevator  starts  on  floor  8  and  descends  4  floors  per  second.   ____  

d. The  elevator  pauses  on  floor  2.   ____  

e. The  elevator  starts  on  floor  5  and  descends  at  4  floors  per  second.  

____  

f. The  elevator  starts  on  floor  5  and  descends  at  1  floor  per  second.  

____  

g. The  elevator  starts  on  floor  2  and  rises  at  4  floors  per  second.   ____  

h. The  elevator  starts  on  floor  3  and  rises  at  0.5  floors  per  second.   ____  

i. The  elevator  starts  on  floor  2  and  rises  at  0.5  floors  per  second.   ____  

2.      For  each  description  of  an  elevator’s  motion,  sketch  a  graph.  Label  each  graph.    

a.   Rate  of  -­‐2  floors  per  second,  starting  at  floor  3   b.   Rate  of  2  floors  per  second,  starting  at  floor  3    

 

 

 

Page 31: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

Topic  7:  Exploring  rate  of  change  in  motion  problems   283  

Copyright  ©  2010  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

 

c.  Starting  at  floor  8,  rate  of  

12  (1  floor  per  2  seconds)  

d.  Starting  at  floor  -­‐1,  rate  of  − 1

3  floors  per  second  (-­‐1  

floor  per  3  seconds)    

 

 

   

3.      Given  the  following  elevator  graphs,  find  the  starting  floor  and  the  rate.      

a.   Starting  floor:  _____  

Rate:  _____  

b.   Starting  floor:  _____  

Rate:  _____  

   

 

   

 

Page 32: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

284   Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2010  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

STAYING SHARP 7.4 Practic

ing  algebra  skills  &  con

cepts  

1.   Simplify  each  of  the  following:  

34+ 14

34+ 24

34+ 12

 

 

2.     Simplify:    

!!

2− (−7)5− (−3)

 

Answer:    

Prep

aring  for  u

pcom

ing  lesson

s  

3.   If  the  computer  screen  shows  this  image  as  Calinda  is  downloading  a  file,  how  big  is  the  file  she  is  downloading?    

80% downloaded

16 KB downloaded...

 Explain  your  reasoning:    

   

4.   Terrence’s  friend,  Tony,  skates  on  inline  skates.  Tony  skated  the  2  miles  to  school  in  14  minutes.  Terrence  skateboarded  4  miles  to  school  in  30  minutes.  Who  skated  faster?  Justify  your  answer.    Answer:  

 

Review

ing  pre-­‐algebra  ideas  

5.     Three  numbers  have  an  average  of  15.  If  two  of  the  numbers  are  10  and  12,  then  what  is  the  other  number?      

Answer  with  supporting  work:  

6.   The  tick  marks  are  evenly  spaced.  What  number  belongs  in  the  blank?  

 

23

13

 

   

Page 33: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

Topic  7:  Exploring  rate  of  change  in  motion  problems   285  

Copyright  ©  2010  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

Lesson 7.5 What’s my rate?

7.5 OPENER

Use  what  you  have  learned  about  rate  so  far  to  answer  the  following  questions.  

 

1. Terrence  skated  8  feet  in  4  seconds  at  a  constant  rate.  How  fast  did  he  skate  in  feet  per  second?        

2. An  elevator  traveled  from  the  10th  floor  to  the  2nd  floor  in  6  seconds.  What  was  the  rate  of  the  elevator  in  floors  per  second?      

3. A  car  traveled  300  miles  in  6  hours.  What  was  the  car’s  rate  in  miles  per  hour?        

7.5 CORE ACTIVITY 1. This  graph  models  Terrence's  movement  while  skateboarding.  How  

can  you  use  the  graph  to  find  his  rate  during  a  specific  time  period?  

 

2. Fill  in  the  table  with  the  information  from  Terrence’s  skateboarding.  

 

3. Notice  that  the  graph  is  horizontal  from  4  seconds  to  10  seconds.  What  was  Terrence's  rate  then?      

Page 34: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

286   Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2010  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

4. What  is  the  rate  for  the  skate  modeled  by  this  graph?  Show  your  work.  

 

 

5. Here  is  another  graph  that  shows  Terrence's  movement  while  skateboarding.  Fill  in  the  blanks  to  complete  the  following  statements  about  the  different  rates  of  change  you  see  on  the  graph.    

a.   Segment    _              shows  a  rate  of  change  of  0  ft/sec.    

 

b.    

Segment      _            shows  a  negative  rate  of  change.    

c.   Segment          _        shows  a  positive  rate  of  change.    

d.   Looking  at  segment  A,  Terrence’s  rate  of  change  for  

the    first  2  seconds  was        ___  ft/sec.  

 

e   Looking  at  segment  C,  Terrence’s  rate  of  change  for  

the  last  5  seconds  was          _        ft/sec.  

 

6.  The  table  shows  the  information  for  one  of  Terrence’s  skates.      

Time  (sec)   Distance  (ft)  0   2  1   4  2   6  3   8  

 a. Use  the  table  to  create  a  graph    

for  this  skate.    b. How  fast  was  Terrence  skating?  

   

 

Page 35: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

Topic  7:  Exploring  rate  of  change  in  motion  problems   287  

Copyright  ©  2010  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

7. According  to  the  graph,  how  fast  were  the  elevators  moving?    Elevator  A:  ____________    Elevator  B:  ____________  

8. According  to  the  graph,  how  fast  were  the  elevators  moving?    Elevator  A:  ____________    Elevator  B:  ____________  

   

9. Describe  how  you  found  the  rates  from  the  graphs.  

 

7.5 CONSOLIDATION ACTIVITY Hare  challenges  Tortoise  to  three  more  races.  Each  race  will  be  100  meters.  

Race  1:  Tortoise  leaves  the  starting  line,  "sprints"  at  the  rate  of  4  meters  per  minute,  and  runs  a  steady  race.  Hare  leaves  the  starting  line  running  at  a  rate  of  20  meters  per  minute  and  runs  steadily  for  2  minutes.  He  then  decides  to  take  a  break,  as  he  knows  he  is  far  ahead  of  Tortoise.  Hare's  break  lasts  8  minutes.  Then  Hare  runs  back  to  the  starting  line  (at  20  meters  per  minute  again)  to  grab  a  towel  that  he  left  behind.  He  does  not  stop  but  grabs  the  towel  on  the  run  and  heads  down  the  racecourse  again.  He  then  runs  at  a  steady  20  meters  per  minute  to  the  finish  line.  1.   Draw  a  graph  that  shows  the  progress  of  the  race.  Use  the  same  

grid  for  both  Tortoise  and  Hare.  Show  “Time  from  start  of  race  in  minutes”  on  the  horizontal  axis.  Show  “Distance  from  the  starting  line  in  meters”  on  the  vertical  axis.  Use  one  color  for  the  tortoise’s  graph  and  one  color  for  the  hare’s  graph.    

2.   Who  wins  the  first  race?        

3.     Are  Tortoise  and  Hare  ever  side  by  side  in  the  race?  How  do  you  know?    

Page 36: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

288   Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2010  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

Race  2:  This  time  Hare  leaves  the  starting  line  15  minutes  after  Tortoise.  Hare  runs  at  the  rate  of  20  meters  per  minute  for  3  minutes,  then  rests  for  5  minutes.  Hare  then  runs  for  1  minute  at  the  same  rate.  He  stops  to  tie  his  shoe  (which  takes  2  minutes)  and  then  runs  to  the  finish  line  at  20  meters  per  minute.  Tortoise,  unaffected  by  the  results  from  the  first  race,  sprints  at  a  steady  4  meters  per  minute  throughout  this  second  race.  4.   Draw  a  graph  that  shows  the  progress  of  the  race.  Use  the  same    

grid  for  both  Tortoise  and  Hare.  Show  “Time  from  start  of  race    in  minutes”  on  the  horizontal  axis.  Show  “Distance  from  the  starting  line  in  meters”  on  the  vertical  axis.    

5.   Who  wins  the  second  race?  How  do  you  know?    

 

 

 

 

Race  3:  Tortoise  decides  he  needs  to  pick  up  his  speed,  so  he  sprints  at  5  meters  per  minute  and  runs  another  steady  race.  Hare  leaves  5  minutes  after  Tortoise,  because  he  changes  his  running  shoes  for  a  newer  pair.  Hare  runs  for  3  minutes  at  a  rate  of  20  meters  per  minute.  Then  Hare  stops  for  a  10-­‐minute  rest,  knowing  he  is  far  in  the  lead.  After  Hare’s  10-­‐minute  nap,  he  resumes  the  race,  again  running  at  20  meters  per  minute.  6.   Make  another  graph  to  show  the  progress  of  each  racer.  Show  

“Time  from  start  of  race  in  minutes”  on  the  horizontal  axis.  Show  “Distance  from  the  starting  line  in  meters”  on  the  vertical  axis.    

7.   Who  wins  the  third  race?  How  do  you  know?    

     

 

 

 

   

 

 

 

Page 37: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

Topic  7:  Exploring  rate  of  change  in  motion  problems   289  

Copyright  ©  2010  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

HOMEWORK 7.5 Notes  or  additional  instructions  based  on  whole-­‐class  discussion  of  homework  assignment:  

 

 

 

Part  I:  Find  the  rate  for  each  graph  or  table.    

1.   Rate  =  ______   2.   Rate  =  ______  

       

Time  (sec)   Dist  (ft)  

0   1  

1   6  

2   11  

     

 

Time  (sec)   Dist  (ft)  

0   1  

3   7  

6   13  

3.   Rate  =  ______   4.   Rate  =  ______  

 

 

 

 

 

             Part  II:  Match  each  rate  with  a  table  and  graph.      

  TABLE  (A-­‐D)   GRAPH  (W-­‐Z)  

5.      Rate  of  2  feet  per  second      

6.      Rate  of  -­‐2  feet  per  second      

7.      Rate  of  1  foot  per  second      

8.      Rate  of  -­‐1  foot  per  second      

 A.   Time  (sec)   Dist  (ft)   B.   Time  (sec)   Dist  (ft)  

 

  0   2     0   2     4   6     2   6     8   10     4   10     12   14     6   14              

C.   Time  (sec)   Dist  (ft)   D.   Time  (sec)   Dist  (ft)     0   12     0   12     2   8     4   8     4   4     8   4     6   0     12   0  

Page 38: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

290   Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2010  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

 9.     Describe  the  strategy  you  used  to  match  the  rates  with  the  tables  and  graphs.    

 

Part  III:  Sketch  a  graph  of  distance  versus  time  for  each  description.  Label  each  graph.      

10.   Elevator:  rate  of  2,  starting  at  floor  5   11.   Terrence  started  2  feet  from  the  motion  detector  and  skated  away  at  5  feet  per  second.  

 

   

 

 

12.   Elevator:  rate  of  -­‐1,  starting  at  floor  10   13.   Terrence  started  10  feet  from  the  motion  detector  and  skated  toward  the  motion  detector  at  3  feet  per  second  

 

 

 

   

Page 39: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

Topic  7:  Exploring  rate  of  change  in  motion  problems   291  

Copyright  ©  2010  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

STAYING SHARP 7.5 Practic

ing  algebra  skills  &  con

cepts  

1.   Which  value  is  the  closest  to!!

19⋅ 2425

?  

a. 0  b. 0.5  c. 1  

d. 2120  

           Explain  your  answer:  

2.   If  a  =  7,  b  =  3,  c  =  9,  and  d  =  1,  find  the  value  of  the  following  expression:    

!!

a − bc − d

 

Answer:    

Prep

aring  for  u

pcom

ing  lesson

s  

3.   Adriana  is  downloading  a  file  and  notices  this  image.  How  much  of  the  file  has  been  downloaded?  

 

40% downloaded

Total 32 KB

 

4.   Sketch  a  graph  of  an  elevator  starting  at  the  first  floor  and  rising  by  1  floor  per  second.    

 

Review

ing  pre-­‐algebra  ideas  

5.   Invent  a  six-­‐value  data  set  for  which  the  median  is  5.    Answer:  

6.   If  you  were  plotting  the  following  points  on  the  grid  provided,  what  would  you  choose  as  your  scales  for  the  x-­‐  and  y-­‐axes?    (3,20),  (-­‐14,11),  (0,13),  (19,2),  (1,  -­‐17)  

 One  unit  on  the  x-­‐axis  equals:    One  unit  on  the  y-­‐axis  equals:    

 

   

Page 40: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

292   Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2012  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

Page 41: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

Topic  7:  Exploring  rate  of  change  in  motion  problems   293  

Copyright  ©  2012  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

Lesson 7.6 More about rates of change

7.6 OPENER

1. Sketch  two  different  graphs  on  the  same  grid  of  distance  versus  elapsed  time  for  an  elevator  rising  at  a  rate  of  1  foot  per  second.  

2.   Sketch  two  different  graphs  on  the  same  grid  of  distance  versus  elapsed  time  for  an  elevator  descending  at  a  rate  of  2  feet  per  second.  

   

3.   Suppose  everyone  in  the  class  added  their  lines  to  the  same  grid  on  which  you  sketched  your  graphs.  What  patterns,  if  any,  would  you  see?  

 

7.6 CORE ACTIVITY

1.      A  graph  of  Terrence’s  skateboarding  is  shown.    Use  the  graph  to  answer  the  following  questions.    

 

a. Build  a  table  from  the  graph.  You  may  have  to  estimate  distances.      

Time  (sec)   Distance  (ft)      

       

       

   

   

b. Now  use  the  table  to  find  Terrence’s  average  rate  from  0  seconds  to  1  second.    

 

c. Now  find  Terrence's  average  rate  between  1  second  and  2  seconds.  Is  this  rate  the  same  as  or  different  from  the  average  rate  from  0  seconds  to  1  second?  What  does  a  comparison  of  the  rates  tell  you?  

Elapsed  time  in  seconds  

Distan

ce  in  fe

et  

Elapsed  time  in  seconds  

Distan

ce  in  fe

et  

Page 42: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

294   Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2012  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

 

2.      Here  is  another  graph  that  models  Terrence's  movement  while  skateboarding.  Using  the  answer  choices  provided,  fill  in  the  blanks  to  complete  the  statements  about  the  rates  shown  on  the  graph.    a.   Section  A  indicates  a  rate  of  change  that  is  

_________________.  

 

 

not  constant   more  quickly  

positive   0  

constant   more  slowly   negative   5    

b.   Section  B  indicates  a  rate  of  change  that  is  constant  and  

________________.  

c.   Section  C  indicates  a  rate  of  change  that  is  

________________  and  ________________.  

d.   Section  D  indicates  a  rate  of  change  that  is  

________________  and  ________________.  

e.   Section  E  indicates  a  rate  of  change  that  is  

________________  and  ________________.  

f.   According  to  the  graph,  Terrence  was  moving  

________________  during  the  time  represented  by  

section  B  than  during  the  time  represented  by  section  C.  

 

7.6 CONSOLIDATION ACTIVITY A  student  recorded  three  different  skates,  each  with  a  constant  rate.  The  student  recorded  some  of  the  information  for  each  skate  in  tables.  For  each  skate,  fill  in  the  table,  create  a  graph  of  the  data,  and  find  the  rate.      1.  

Time  (sec)   Distance  (ft)  0   5  

1    2   7  

3    

 2.  

   Time  (sec)   Distance  (ft)  

0   3  

1    2    

3   9  

 

Page 43: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

Topic  7:  Exploring  rate  of  change  in  motion  problems   295  

Copyright  ©  2012  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

3.    

 Time  (sec)   Distance  (ft)  0   8  

2   6  4    

6    

     

4. Here  is  data  from  another  skate.    

 Time  (sec)   Distance  (ft)  0    

3   5  

6    9   8  

 

a. Assume  the  skater  was  moving  at  a  constant  rate.  Create  a  graph  of  the  skater’s  distance  over  time  and  label  it  “a.”  

b. Assume  the  skater  was  not  moving  at  a  constant  rate.  Sketch  two  possible  graphs  for  the  skate  on  the  same  grid  as  your  graph  for  part  a.    

c. For  each  of  the  graphs  you  sketched  in  part  b,  describe  the  story  of  the  skate.  Be  sure  each  story  includes  information  about  specific  average  rates  over  different  intervals  of  time  during  the  skate.  

 

 

 

 

 

 

 

Page 44: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

296   Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2012  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

HOMEWORK 7.6 Notes  or  additional  instructions  based  on  whole-­‐class  discussion  of  homework  assignment:  

 

 

 

1.   Fill  in  the  missing  information  about  these  skates  recorded  by  a  student.  (Fill  in  the  table,  create  the  graph  and/or  find  the  rate.)  Assume  that  these  graphs  are  linear.    

a.   How  fast  was  he  skating?  ______  

Time  (sec)  

Distance  (ft)  

 

 

0   6    1   5    2      3                              

b.   How  fast  was  he  skating?  ______  

Time  (sec)  

Distance  (ft)  

 

 

                                               

c.   How  fast  was  he  skating?  ______  

Time  (sec)  

Distance  (ft)  

 

 

1   1    2      3   5    4                              

2.   What  are  the  differences  between  a  positive  rate  and  a  negative  rate?  Use  a  graph  and  a  table  to  support  your  answer.  

 

 

3.   What  does  it  mean  for  an  elevator  to  have  a  rate  of  12  floors  per  second?  Use  a  graph  and  table  to  support  your  answer.  

Page 45: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

Topic  7:  Exploring  rate  of  change  in  motion  problems   297  

Copyright  ©  2012  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

4.   The  graph  shows  data  collected  from  a  skateboarder’s  skate.    Fill  in  the  missing  data  from  the  table.  Then  use  the  table  to  answer  the  following  questions.  

Time  (sec)  

Distance  (ft)  

 

0      

1      

3      

6      

10      

     

 

a. Find  the  skateboarder’s  average  rate  between  0  and  1  second.      

b. Find  the  skateboarder’s  average  rate  between  1  and  3  seconds.      

c. Find  the  skateboarder’s  average  rate  between  3  and  6  seconds.      

d. Find  the  skateboarder’s  average  rate  between  6  and  10  seconds.      

e. Look  over  your  answers  for  parts  a-­‐d.  Compare  the  rates  for  parts  a  and  b  to  the  rates  for  parts  c  and  d.  What  do  you  notice?  What  does  this  mean?          

5. Consider  the  graph  in  question  4.  Write  a  story  to  describe  the  skateboarder’s  skate.  

Page 46: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

298   Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2012  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

STAYING SHARP 7.6 Practic

ing  algebra  skills  &  con

cepts  

1.   Which  value  is  the  closest  to  !!

0.9 ⋅997?  a. 1,000  

b. 81  

c. 10,000  

d. 10  

 

         Answer  with  supporting  work:  

 

2.   If  (e,f)  =  (7,2)  and  (g,h)  =  (11,5),  find  the  value  of  the  following  expression:    

!!

h− fg− e  

Answer:  

 

Prep

aring  for  u

pcom

ing  lesson

s  

3.   Ravi  glanced  at  the  computer  as  he  was  downloading  a  file.  What  percent  had  downloaded?    

 

 

 

 

Answer  with  supporting  work:  

 

4.     Fill  in  the  blanks  for  the  area  model:  

 

 

 

 

 

 

 

 

( )( )16 12 10 __ __ 2• = + +  

Review

ing  pre-­‐algebra  ideas  

5.   Invent  a  five-­‐value  data  set  for  which  the  mean  is  6  and  the  mode  is  not  6.  

6.   Choose  an  appropriate  scale  for  each  axis  and  plot  the  following  points  on  the  grid  provided:    (20,0)  (-­‐8,4)  (12,-­‐12)  (0,-­‐16).  

One  unit  on  the  x-­‐axis  equals:    

One  unit  on  the  y-­‐axis  equals:    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_______% downloaded

36 KB of 40 KB downloaded...2

10 100

12

Page 47: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

Topic  7:  Exploring  rate  of  change  in  motion  problems   299  

Copyright  ©  2012  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

Lesson 7.7 Rates in context

7.7 OPENER 1. Use  the  table  provided  to  sketch  a  graph.    Then  use  the  table  and  your  graph  to  answer  the  following  questions.  

 Time  (sec)   Distance  (ft)  

0   0  1   2  2   4  3   6  4   6  5   6  6   6  7   7  8   8  9   9  10   10  

 

2. What  is  the  rate  between  0  and  3  seconds?  What  does  the  graph  look  like  between  these  times?      

3. What  is  the  rate  between  3  and  6  seconds?  What  does  the  graph  look  like  between  these  times?      

4. What  is  the  rate  between  6  and  10  seconds?  How  does  this  piece  of  the  graph  compare  to  the  piece  of  the  graph  you  analyzed  in  question  2?      

7.7 CORE ACTIVITY On  Memorial  Day,  Tamira  and  her  family  go  on  a  day  trip  to  an  outlet  mall.  They  leave  their  house  at  9  a.m.  and  travel  at  a  constant  speed  of  70  miles  per  hour  for  one  hour,  arriving  at  the  mall  just  as  the  stores  open.  They  shop  for  two  hours  and  then  drive  farther  away  from  home  for  15  minutes,  at  a  speed  of  40  miles  per  hour.  Then  they  stop  at  a  local  café  for  one  hour  to  enjoy  some  lunch.  After  their  lunch  break,  they  return  home,  still  at  a  constant  rate  of  speed,  but  traffic  is  very  heavy,  so  they  have  to  travel  much  more  slowly  than  they  did  earlier  in  the  day.  The  trip  takes  a  total  of  10  hours.  

1. Tamira’s  trip  can  be  divided  into  5  segments.  Complete  the  table  by  filling  in  the  length  of  time  and  the  speed  of  the  car  for  each  of  the  segments  for  the  trip      

 

Segment   Length  of  time   Speed  of  car  A      B      C      D      E      

Elapsed  time  in  seconds  

Distance  in  fe

et  

Page 48: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

300   Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2012  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

 

2. Use  the  verbal  description  of  Tamira’s  trip  and  the  information  in  your  table  to  sketch  a  graph  of  the  data.    

 3. Fill  in  the  blank  in  the  following  statement.  Then  explain  why  the  statement  is  true.    

 For  the  segments  representing  the  times  during  which  Tamira  and  her  family  stopped  to  shop  and  eat  lunch,      the  graph  is  a  _________________  line.  

   4.     Tamira’s  classmate  Robert  graphs  the  trip  he  took  on  Memorial  Day.  Use  the  graph  to  complete  the  table  for  Robert’s  trip.    

 Time   Distance  from  

home  Change  in  distance  from  last  time  

Time  since    last  change  

0        

1        

2        

3.5        

4        

4.5        

6            

5.   Write  a  story,  based  on  the  graph,  describing  Robert’s  trip.  

 

 

 

6.         Janie  made  several  walks  in  front  of  a  motion  detector  to  explore  rate  of  change.      This  is  a  graph  of  one  of  Janie’s  walks,  where  T(S)  represents  time  in  seconds  and    D(M)  represents  Janie’s  distance  from  the  motion  detector  in  meters.    Use  the    graph  to  answer  the  following  questions.  

a. Fill  in  the  table  below  by  estimating  the  distance  to  two  decimal  places.  

Time  (seconds)   Distance  (meters)  0    

2    

3    

5    

 b. Estimate  Janie’s  rate  between  0  and  2  seconds.  Estimate  her  rate  between  3  and  5  seconds.  How  do  these  rates  

compare?  

 

Page 49: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

Topic  7:  Exploring  rate  of  change  in  motion  problems   301  

Copyright  ©  2012  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

7.7 CONSOLIDATION ACTIVITY 1. Tamira  and  Robert  want  to  match  this  motion  graph.  They  decide  Tamira  will  hold  the  motion  detector  while  Robert  walks  in  

front  of  it  to  try  to  match  the  graph.  Answer  the  following  questions  about  how  Robert  should  move  to  match  the  graph.  

a.   Where  should  Robert  begin  his  movement?  

 

 

 

b.   How  should  Robert  move  for  the  first  2  seconds?  

 

c.   What  should  Robert  do  between  2  and  3  seconds?  

 

d.   What  should  Robert  do  between  3  and  4  seconds?  

 

e.   How  fast  should  Robert  walk  between  4  and  6  seconds?  

 

f.   How  fast  should  Robert  walk  between  6  and  7  seconds?  

 

g.   When  should  Robert  move  most  quickly?  Why?  What  is  the  fastest  rate?  

 

2. By  yourself,  create  a  graph  modeling  a  motion  detector  walk.  When  you  are  done,  exchange  graphs  with  your  partner  and  try  to  create  a  story  to  go  along  with  your  partners  graph.  

 

 

 

 

Page 50: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

302   Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2012  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

HOMEWORK 7.7 Notes  or  additional  instructions  based  on  whole-­‐class  discussion  of  homework  assignment:  

 

 

 

 1.  Match  each  rate  with  a  table  and  graph.      

  TABLE  (A-­‐D)   GRAPH  (V-­‐Z)  

a. Rate  of  2.5  feet  per  second      

b. Rate  of  -­‐1.5  feet  per  second      

c. Rate  of  -­‐3  feet  per  second      

d. Rate  of  0  feet  per  second      

e. Rate  of  0.5  foot  per  second      

 A.   Time  (sec)   Distance  

(ft)  B.   Time  (sec)   Distance  

(ft)  

 

  0   21     0   39     4   23     2   33     8   25     4   27     12   27     6   21              

C.   Time  (sec)   Distance  (ft)  

D.   Time  (sec)   Distance  (ft)  

  0   21     0   21     2   26     4   15     4   31     8   9     6   36     12   3              

 E.  

Time  (sec)   Distance  (ft)  

 

    7   21         11   21         13   21    

 2.     Describe  the  strategy  you  used  to  match  the  rates  with  the  tables  and  graphs.    

 

 

Page 51: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

Topic  7:  Exploring  rate  of  change  in  motion  problems   303  

Copyright  ©  2012  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

STAYING SHARP 7.7 Practic

ing  algebra  skills  &  con

cepts  

1.     Rewrite  each  expression  without  parentheses:  

 

4 − 3− x( )

−4 −3+ x( )  

2.   If  (m,n)  =  (3,7)  and  (o,p)  =  (8,-­‐2),  find  the  value  of  the  following  expression:    

!!

n− pm− o

 

Answer:    

Prep

aring  for  u

pcom

ing  lesson

s  

3.   Create  your  own  download  problem.  Specify  the  following:  

•  The  total  size  of  the  file,  in  KB:  ___________  

•  The  amount  downloaded  so  far,  in  KB:__________  

•  The  amount  left  to  download,  in  KB:  __________  

•  The  percentage  downloaded:  ____________  

•  The  percentage  remaining:  ______________  

Make  sure  your  answers  agree  with  one  another.  Then  draw  a  download  bar  to  illustrate  your  problem.  

4.     Fill  in  the  blanks  in  the  area  model:    

8

10

100

40

   

( )( )( ) ( ) ( ) ( )

18 15 10 8 10 5

10 10 10 8 8 ___ ___ ___

• = + +

= • + • + • + •  

Review

ing  pre-­‐algebra  ideas  

5.   Identify  the  following  values  for  the  box-­‐and-­‐whisker  plot.  (You  may  need  to  select  a  scale  for  the  graph  first.)  

 

 

 

 

 

 

 

Median:  ______    

Minimum:  ______  

  Maximum:  ______  

6.   The  two  points  plotted  on  the  grid  have  the  coordinates  (3,6)  and  (15,12).  

  a.  Label  each  point  with  its  coordinates.     b.  Label  the  tick  marks  on  each  axis.     c.  Plot  the  point  (12,9)  on  the  grid  and  label  it.     d.  Plot  the  point  (5,10)  on  the  grid  and  label  it.  

 

Page 52: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

304   Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2012  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

Page 53: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

Topic  7:  Exploring  rate  of  change  in  motion  problems   305  

Copyright  ©  2012  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

Lesson 7.8 Putting it all together

7.8 OPENER

1. Sketch  two  different  graphs  of  distance  versus  time  for  two  elevators,  both  starting  at  floor  2,  but  rising  or  descending  at  different  rates.  

2. Sketch  two  different  graphs  of  distance  versus  time  for  two  elevators,  both  starting  on  floor  5,  but  rising  or  descending  at  different  rates.  

   

3.   If  everyone  in  the  class  added  their  lines  to  your  grids  above,  what  patterns,  if  any,  would  you  see?    

 

7.8 CORE ACTIVITY

Use  the  graph  of  three  athletes  (Jaime,  Brad,  and  Chris)  running  a  race  to  answer  the  following  questions.  1. At  50  seconds  into  the  race,  who  is  leading?    

 

 

2. What  can  you  observe  about  how  each  runner  ran  the  race?          

 

3. When  is  each  athlete  in  the  lead?      

 

 

4. What  happens  about  75  seconds  into  the  race,  according  to  the  graph?          

5. Who  wins  the  race?      

 

6. What  can  you  say  about  each  of  the  runners’  final  times?    

 

Page 54: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

306   Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2012  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

7. Now  that  you  have  looked  at  some  specifics  about  the  race,  write  a  detailed  interpretation  of  each  athlete's  race  experience,  including  estimates  of  time  and  distance  but  also  mentioning  sprints,  slowdowns,  and  speed  throughout  the  race.  

                               

7.8 ONLINE ASSESSMENT

Today  you  will  take  an  online  assessment.  

 

Page 55: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

Topic  7:  Exploring  rate  of  change  in  motion  problems   307  

Copyright  ©  2012  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

HOMEWORK 7.8 Notes  or  additional  instructions  based  on  whole-­‐class  discussion  of  homework  assignment:  

     

Part  I:  Fill  in  the  missing  information  about  these  skates  recorded  by  a  student.  (Fill  in  the  table  and/or  reconstruct  the  graph,  then  find  the  rate.)  Assume  the  skater  is  traveling  at  a  constant  rate.  

1.   How  fast  was  he  skating?    

Time  (sec)  

Distance  (ft)  

 

 

                             

 

2.   How  fast  was  he  skating?  

Time  (sec)  

Distance  (ft)  

 

 

0      3      6   3          

 

3.   How  fast  was  he  skating?  

Time  (sec)  

Distance  (ft)  

 

 

3   3    5      7   7    9            

 

4.   How  fast  was  he  skating?    

Time  (sec)  

Distance  (ft)  

 

 

2   0    4      6      8   3          

Page 56: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

308   Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2012  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

5.   How  fast  was  he  skating?  

Time  (sec)  

Distance  (ft)  

 

 

1   7    -­‐   -­‐    5   2          

 

6.   How  fast  was  he  skating?  

Time  (sec)  

Distance  (ft)  

 

 

2      3   5    4   7                

 

7.   Choose  two  table  and  graph  pairs  in  questions  1-­‐6,  then  write  stories  about  them  to  match  the  representations.  

a.   Make  one  set  of  representations  a  skateboard-­‐motion  detector  story.    

 

b.     Make  one  set  of  representations  an  elevator  story.  

 

 Part  II:  Reflect  on  what  you  have  learned  so  far  in  this  topic.  Complete  the  following  math  journal.    

Big  idea  from  the  unit   Describe  how  the  idea  challenged  you.   Describe  the  skills  you  used  to  overcome  this  challenge.  

1.      

2.      

3.      

4.      

5.      

Page 57: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

Topic  7:  Exploring  rate  of  change  in  motion  problems   309  

Copyright  ©  2012  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.  

STAYING SHARP 7.8 Practic

ing  algebra  skills  &  con

cepts  

1.   Calculate  the  following  products.  Look  for  a  pattern.  

3  ·∙  20  =    

3  ·∙  20  =  

3  ·∙  18  =  

 

9  ·∙  20  =  

9  ·∙  20  =  

9  ·∙  18  =  

 

Use  the  pattern  to  help  you  find  the  value  of  6  ·∙  18.  

Explain:  

   

2.   If  (m,  n)  =  (3,  7)  and  (o,  p)  =  (8,  -­‐2),  find  the  value  of  the  expression:    

!!

n− pm− o

 

Answer  with  supporting  work:    

Prep

aring  for  u

pcom

ing  lesson

s  

3.   Nina  is  trying  to  download  a  file  of  520  MB  in  total  size.  So  far,  it  has  taken  117  seconds  and  130  MB  has  completed.  

 Enter  the  facts  given  into  the  correct  places  in  this  table:    

  Time    Part  completed     130  MB  

Whole     520  MB    Then,  find  the  time  for  Nina  to  download  the  whole  file,  if  the  file  continues  to  download  at  a  constant  rate.    Answer:  

4.   Michael  did  45  pushups  in  3  minutes.  Michelle  did  36  pushups  in  2  minutes.  Who  did  pushups  at  a  faster  rate?  How  much  faster  was  that  person?  

Answer  with  supporting  work:  

 

Review

ing  pre-­‐algebra  ideas  

5.     Consider  the  data  set  3,  4,  5,  6,  7,  7,  10.    

Find  each  measure  of  central  tendency  for  the  data  set:    median              mode              average            

 Circle  the  three  true  statements  in  the  list  below:    median  <  mode   mode  <  average   median  <  average  

median  =  mode   mode  =  average   median  =  average  

median  >  mode   mode  >  average   median  >  average  

6.   Choose  an  appropriate  scale  for  each  axis  and  plot  these  points  on  the  grid:  (100,  5)  (10,  -­‐80)  (-­‐40,  -­‐10)  (15,  60)  

 One  unit  on  the  x-­‐axis  equals:    One  unit  on  the  y-­‐axis  equals:      

 

Page 58: 03x 13 T7 SAB 2012 13 · Copyright!©!2012!Charles!A.!Dana!Center!at!the!University!of!Texas!at!Austin,!Learning!Sciences!ResearchInstitute!at!the!University!of!Illino isatChicago

310   Unit  3  –  Rate  of  change  

Copyright  ©  2012  Charles  A.  Dana  Center  at  the  University  of  Texas  at  Austin,  Learning  Sciences  Research  Institute  at  the  University  of  Illinois  at  Chicago,  and  Agile  Mind,  Inc.