Kracht en bewegen

Inleiding

Dit thema “Kracht en bewegen” staat in het teken van sport. In sport zie je vele voorbeelden van beweging. Denk bijvoorbeeld aan een stuiterende basketbal, een vliegtuig dat een looping maakt of een schaatser die over het ijs scheert. Deze bewegingen lijken op het eerste gezicht heel verschillend. Al deze verschillende bewegingen voldoen echter aan een beperkt aantal natuurwetten.

Met een aantal natuurkundige principes is een enorme verscheidenheid aan beweging in onze wereld te verklaren, van het serveren van een tafeltennisbal tot een synchroonsprong van de duikplank.

Dit thema “Kracht en bewegen” staat in het teken van sport. Je gaat leren over de onderwerpen druk, hefboom, snelheid en veiligheid.

Wat weet ik al?

Zoek voorbeelden in de sport waaraan je moet denken bij de onderwerpen druk, hefboom, snelheid en veiligheid.
Geef voor elk van deze onderwerpen één of meerdere voorbeelden.

Verwerk je voorbeelden op een manier naar keuze.
Bijvoorbeeld op een poster, maar je mag ze ook verwerken in bijvoorbeeld een gedicht.
Wees gerust creatief.

Je voert deze opdracht uit in tweetallen.
Besteed hier een lesuur aan.

Je wordt als volgt beoordeeld:

	Goed	Voldoende	Beginner
Druk	Je geeft meerdere voorbeelden waaruit blijkt dat je een duidelijk beeld hebt van druk in de sport.	Je geeft een voorbeeld waaruit blijkt dat je een duidelijk beeld hebt van druk in de sport.	Uit je voorbeeld blijkt niet duidelijk wat je beeld is van druk in de sport.
Hefboom	Je geeft meerdere voorbeelden waaruit blijkt dat je een duidelijk beeld hebt van hefbomen in de sport.	Je geeft een voorbeeld waaruit blijkt dat je een duidelijk beeld hebt van hefbomen in de sport.	Uit je voorbeeld blijkt niet duidelijk wat je beeld is van hefbomen in de sport.
Snelheid	Je geeft meerdere voorbeelden waaruit blijkt dat je een duidelijk beeld hebt van snelheid in de sport.	Je geeft een voorbeeld waaruit blijkt dat je een duidelijk beeld hebt van snelheid in de sport.	Uit je voorbeeld blijkt niet duidelijk wat je beeld is van snelheid in de sport.
Op tijd	Je hebt de opdracht te vroeg ingeleverd.	Je hebt de opdracht op tijd ingeleverd.	Je hebt de opdracht te laat ingeleverd.
Presentatie	Uit de presentatie blijkt dat je je uiterste best hebt gedaan.	Uit de presentatie blijkt dat je redelijk je best hebt gedaan.	Uit de presentatie blijkt niet dat je je best hebt gedaan.

Wat ga ik leren?

Aan het eind van dit thema kan ik:

beschrijven hoe druk ontstaat vanuit de werking van krachten.
de werking van een hefboom uitleggen.
beschrijven hoe krachten het bewegen van voorwerpen beïnvloeden.
de rol van krachten bij veiligheidsmaatregelen beschrijven.

Wat ga ik doen?

Onderdeel	Beschrijving	Tijd in uren
Inleiding		1
Druk	Je verklaart waarom het makkelijker is om met een fatbike door het zand te fietsen dan met een racefiets	2
Hefboom	Je onderzoekt en verklaart bij welke instelling van de voor- en achterderailleur een fiets het lichtst trapt	2
Snelheid	Je legt een parcours met de fiets af en maakt hier een filmpje van	3
Veiligheid	Je ontwerpt een constructie om te voorkomen dat een ei vanaf 4 meter hoogte kapot valt	3
Afsluiting		1
		Totaal: 12

Zo werkt het

Iconen

Binnen het thema worden de volgende iconen gebruikt:

	Werk je alleen of samen met een klasgenoot?
	Hoelang ben je ongeveer met de opdracht bezig?
	Gebruik je logboek bij deze opdracht.

Logboek

Binnen het dit thema werk je met een logboek.
Dit logboek is als Googledocument beschikbaar.

De opdrachten in het logboek maak je in tweetallen.

Om het logboek in te kunnen vullen, maak je een kopie van het Googledocument en plaats je het in je eigen Google-omgeving. Aan het eind van het thema deel je het logboek met je docent.

Ga naar: Logboek 'Kracht en bewegen' - Googledoc

Opdrachten

Druk

Inleiding

Blaise Pascal
Ik leefde in de 17^e eeuw in Frankrijk. In die tijd vond een wetenschappelijke revolutie plaats. Ik heb belangrijke bijdragen geleverd aan de wiskunde en vond de eerste mechanische rekenmachine uit.

In mijn tijd werd voor het eerst ontdekt dat we leven in een zee van lucht. En dat deze enorme hoeveelheid lucht een grote druk op ons uitoefent. Bij een proef in Duitsland werden twee losse halve bollen tegen elkaar aangehouden waarna de ruimte erbinnen vacuüm werd gezogen. Zestien paarden bleken niet in staat om de helften weer uit elkaar te trekken. Hiermee werd aangetoond dat de lucht om ons heen een enorme druk uitoefent.

Al snel werd er een apparaat ontwikkeld waarmee die luchtdruk gemeten kon worden: een barometer.

Ik ontwierp een experiment die ons beeld van onze atmosfeer volkomen veranderde. Ik stelde voor, om met een barometer de luchtdruk aan de voet van een berg te meten, en om vervolgens de druk te meten aan de top van de berg. Wat bleek? Hoe hoger je komt, hoe lager de luchtdruk is. Hieruit blijkt dat de atmosfeer eindig is. Door de luchtdruk te meten kon ik het gewicht van de kolom lucht berekenen die op ons rust. Een gigantisch gewicht.

Dankzij dit werk is de eenheid van druk naar mij vernoemd: de pascal.

Meer weten over de proef met de halve bollen?
Bekijk het volgende filmpje:

Wat ga ik leren?

Leerdoelen

Aan het eind van deze opdracht kan ik:

twee situaties waarin van druk sprake is met elkaar vergelijken en aan de hand van het verschil in de kracht en oppervlakte tussen beide situaties uitleggen of de druk in de ene situatie groter, kleiner of gelijk is aan die van de andere situatie.

Wat ga ik doen?

Activiteiten

Aan de slag
		Activiteit
Waarnemen		Ik kijk naar verschillende soorten fietsbanden en zie dat er op verschillende soorten ondergrond andere fietsbanden worden gebruikt.
Verklaren		Ik verklaar waarom er verschillende soorten fietsbanden worden gebruikt.
Theorie		Ik bestudeer de theorie over druk en kracht.
Verwerken		Ik beantwoord de verwerkingsvragen.
Terugkijken		Ik kijk terug op de opdracht.

Tijd
Voor deze opdracht staat ongeveer 2 uur.

Aan de slag

Stap 1: Waarnemen

Maak de opdracht.

Stap 2: Verklaren

Je zag dat er bij het fietsen gebruik wordt gemaakt van een dikkere band als de ondergrond waarop gefietst wordt, zachter is. Op het harde asfalt wordt van dunne banden gebruik gemaakt. En een fiets die op het mulle zand van het strand gebruikt wordt heet niet voor niets een fatbike.

Stap 3: Theorie

Een kracht kan een druk uitoefenen. De grootte van de druk die een kracht uitoefent, is afhankelijk van de oppervlakte waarop de kracht werkt.

Als een kracht werkt op een klein oppervlak is de druk groter dan als dezelfde kracht werkt op een groter oppervlak.

Een voorbeeld:

Deze schaatser en skiër wegen ongeveer evenveel. De zwaartekracht op de schaatser en skiër is dus ongeveer even groot. De oppervlakte waarop deze kracht werkt is bij de schaats van de schaatser kleiner dan bij de ski van de skiër. De druk van de schaatser op het ijs is dus groter dan de druk van de skiër op de sneeuw.

Met een woordformule kun je druk beschrijven als:

\(\text{druk} = \frac{\text{kracht}}{\text{oppervlakte}}\)

Stap 4: Verwerken

Maak de vragen.

Stap 5: Terugkijken

Kan ik wat ik moet kunnen?

Lees de leerdoelen van deze opdracht nog eens door.
Kun je wat je moet kunnen?

Hoe ging het?

Tijd
Voor de opdracht staat ongeveer 2 uur.
Ben je ongeveer 2 uur met de opdracht bezig geweest?

Waarnemen
Kun je nu uitleggen waarom je bij 'Waarnemen' naar de verschillen tussen de breedte van fietsbanden hebt gekeken?

Verklaren
Was het gemakkelijk om de waarneming te verklaren?

Theorie
Kun je de woordformule om druk te beschrijven noemen?
Kun je de woordformule ook uitleggen?