Van groot naar klein - leergebied exact - 1M - kopie 1
Van groot naar klein - leergebied exact - 1M - kopie 1
LEERDOELEN
De komende weken ga je aan de slag met het onderwerp: ‘Van groot naar klein’. Je gaat daarbij o.a. aan de slag met het denken en werken op schaal (grootte).
Vanuit de aarde doe je dat door te kijken hoe het zonnestelsel is opgebouwd. Vervolgens breng je in kaart welke rol satellieten spelen in ons dagelijks leven en zoom je als laatste in op de weersverschijnselen op aarde.
De leerdoelen die daarbij centraal staan zijn hieronder beschreven.
Ik kan de baan van de maan rond de aarde tekenen als een ovaal (KENNIS 1).
Ik kan van een planeet en manen eigenschappen beschrijven (KENNIS 1).
Ik kan verschillende soorten satellieten benoemen en aangeven wat hun functie is (KENNIS 2).
Ik kan aangeven hoe een satelliet in een baan om de aarde blijft draaien (KENNIS 2).
Ik kan voor een probleem op aarde een ontwerp voor een satelliet beschrijven (KENNIS 2).
Ik kan de drie fasen van een stof benoemen (KENNIS 3).
Ik kan uitleggen waarom veel vaste stoffen een kenmerkende kristalstructuur hebben (KENNIS 3).
Ik kan de zes fase-overgangen van stoffen benoemen en weergeven in een fasedriehoek (KENNIS 4).
Ik kan beschrijven of voor een fase-overgang de stof moet worden verwarmd of worden afgekoeld (KENNIS 4).
Ik kan beschrijven hoe de fase-overgangen van water een belangrijke rol spelen bij allerlei weersverschijnselen (KENNIS 4).
Zonnestelsel
Het zonnestelsel is op kosmische schaal de directe omgeving van de aarde. Hier bevinden zich de nabije planeten en de dichtsbijzijnde ster. Het zonnestelsel kent acht planeten, drie dwergplaneten, een planetoïdengordel en aan de buitenranden bevinden zich vermoedelijk grote hoeveelheden planetoïden en kometen.
Hieronder zie je een animatie van het zonnestelsel, waarbij te zien is hoe de 8 planeten tegen de klok in rond de zon draaien.
Machten van 10
POWERS OF TEN: EEN REIS DOOR HET HEELAL
In de beroemde korte film 'Powers of Ten' uit 1977 nemen de makers Charles en Ray Eames ons mee in een wonderlijke reis door het universum van de grootste schaal tot de allerkleinste deeltjes die we kennen.
Heb je wel eens afgevraagd hoe groot het universum is? Als je nadenkt over de omvang van het heelal, begint het je al snel te duizelen. Volgens de laatste schattingen spreidt het heelal zich uit over een afstand van 1 quadriljard meter oftewel 1 000 000 000 000 000 000 000 000 000. Dit is een onvolstelbaar groot getal en op deze manier erg onhandig weergegeven. Wetenschappers hebben een aantal manieren bedacht om grote getallen makkelijker uit te drukken.
Bekijk de set foto's uit de fotobijlage: Powers of Ten.
De eerste foto is op 1 meter hoogte genomen. De foto daarna is op 10 meter hoog genomen, die daarna op 100 meter enzovoorts. Op de laatste foto, op 1023 meter hoogte, is de hele Melkweg in beeld.
Noteer de juiste volgorde van de foto's van klein naar groot.
Bekijk vervolgens de film 'Powers of Ten' en controleer de volgorde.
Maak vervolgens het werkblad: Rekenen met machten van 10 en het werkblad: Omrekenen van afstandsmaten.
Gebruik hierbij de fotobijlage: Powers of Ten en het werkblad: Tabel machten van 10.
Ik kan de baan van de maan rond de aarde tekenen als een ovaal (KENNIS 1).
Ik kan van een planeet en manen eigenschappen beschrijven (KENNIS 1).
De maan
De maan is het helderste object aan de nachtelijke hemel en is een hemellichaam dat in een baan om een planeet draait. Ook is het kleiner dan deze planeet. Doordat de maan kleiner is dan zijn planeet, wordt het aangetrokken door deze planeet. Het wordt daardoor gedwongen om een baan om de planeet te maken.
Onze maan draait met dezelfde snelheid om zijn as als om de aarde. Hierdoor zien we vanaf de aarde steeds dezelfde kant.
Afbeelding 1.1: De maan.
DE BAAN OM DE AARDE
Gemiddeld draait de maan met een snelheid van 1,0 km per seconde om de aarde. Doordat het een ellipsvormige baan(ovaal) om de aarde aflegt, wisselt de afstand tussen de aarde en de maan (afbeelding 1.2). De baan van de maan is 5 graden gekanteld (afbeelding 1.3).
Afbeelding 1.2: De elliptische baan van de maan om de aarde (weergave van het bovenaanzicht is NIET OP SCHAAL).
Afbeelding 1.3: De gekantelde baan van de maan om de aarde (weergave is NIET OP SCHAAL).
Het punt waarbij de maan het verst van de aarde afstaat is ongeveer 405 500 km en het punt waarbij de maan het dichtst bij de aarde staat is ongeveer 362 600 km. De gemiddelde afstand tussen de aarde en de maan is ongeveer 384 000 km. Wanneer de maan het dichtst bij de aarde staat en het is volle maan dan wordt dit ook wel een supermaan (afbeelding 1.4) genoemd.
Afbeelding 1.4: Rechts een gemiddelde maan en links een supermaan.
In de loop van de tijd is de afstand tussen de aarde en de maan steeds groter geworden. Op dit moment is de jaarlijkse toename ongeveer 4 cm.
Planeten
Planeten zijn bolvormig hemellichamen die om een ster heen draaien. Planeten zenden zelf geen licht uit. Door de zwaartekracht hebben planeten een ronde vorm gekregen, bovendien trekken ze materiaal aan waardoor ze in de loop van miljarden jaren hun banen rondom de zon hebben schoongeveegd.
De naam planeet is afkomstig van het Griekse woord voor zwerver. Wetenschappers in de oudheid dachten dat planeten in feite ook sterren waren. Maar ze zagen dat ze langzaam bewogen aan de nachthemel, daarom werden ze zwervers of dwaalsterren genoemd.
We kennen in ons zonnestelsel grofweg twee soorten planeten. De aardse planeten, dit zijn de binnenste planeten: Mercurius, Venus, aarde en Mars. Deze planeten hebben een vast oppervlak en in sommige gevallen een dichte atmosfeer. De buitenste planeten Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus, noemen we gasplaneten. Ze hebben een kleine kern met daaromheen een grote gaswolk. Wetenschappers denken dat de binnenste planeten in eerste instantie ook een grote gaswolk hadden. Die zouden ze al in de vroege jaren van het zonnestelsel zijn kwijtgeraakt door de grote hoeveelheid straling afkomstig van de zon.
Alle planeten draaien ongeveer in hetzelfde vlak en in dezelfde richting om de zon. Dit is het gevolg van de ontstaansgeschiedenis van het zonnestelsel. Wetenschappers denken dat het zonnestelsel is ontstaan uit een losse wolk van materie. Door de zwaartekracht begon deze langzaam in te storten en samen te klonteren.
OPDRACHT: PLANETEN
Je gaat in groepjes aan de slag met: Werkblad: Alles over de planeten.
De gevonden informatie van het infoblad ga je vervolgens uitwisselen met de andere groepjes.
Satellieten rond de aarde
KENNIS 2: Satellieten
Leerdoelen:
Ik kan verschillende soorten satellieten benoemen en aangeven wat hun functie is (KENNIS 2).
Ik kan aangeven hoe een satelliet in een baan om de aarde blijft draaien (KENNIS 2).
Ik kan voor een probleem op aarde een ontwerp voor een satelliet beschrijven (KENNIS 2).
Satelieten
Satellieten hebben afhankelijk van hun functie allerlei vormen en maten. Wat ze bijna allemaal gemeen hebben is dat ze zonnepanelen hebben. Deze voorzien de boordapparatuur van stroom. Sommige satellieten hebben ook kleine stuurraketten om te kunnen draaien of koerscorrecties uit te voeren. Verder hebben ze meestal (schotel)antennes om te kunnen communiceren met de aarde. Hoe een satelliet precies werkt en welke apparatuur deze bij zich heeft, hangt af van zijn functie.
OPDRACHT: SATELLIETEN
Je gaat aan de slag met: Werkblad: Satellieten.
VIDEO: Wat zijn satellieten? Wat kunnen verschillende satellieten ons vertellen?
VIDEO: Remote sensing: Satellieten houden de aarde in de gaten
ONDERZOEK: Hoe blijven satellieten in de ruimte zweven?
VOORTGANGSOPDRACHT: Ontwerp een satelliet
VIDEO: Satellieten testen: Hoe doe je dat?
Weersverschijnselen op aarde
Weersatelliet
Afbeelding 3.1: Satellietbeeld gemaakt door de weersatelliet Meteosat (gemaakt op 20 mei 2020).
Benieuwd hoe het weer op jouw geboortedag (of een andere dag) was, klik dan op de link: daggegevens van het weer in Nederland en voer je gegevens in.
Dat weersatellieten ook een belangrijke rol spelen bij het in kaart brengen van bijzondere verschijnselen blijkt wel uit het onderstaande bericht.
Afbeelding 3.2: Duidelijk te zien zijn de algen op een helling op Anchorage Island, deel van Antartica.
Op 20 mei 2020 was op de site van De Telegraaf het volgende over de algenvelden te lezen: 'Maagdelijke witte sneeuw is de uitdrukking die iedereen wel kent, maar op Antartica kan daar sinds kort ook 'gifgroene sneeuw' aan worden toegevoegd. Als gevolg van de opwarming van de aarde kunnen algen steeds beter overleven op koude oppervlakken en kleuren grote ijsvlakten op het meest zuidelijke continent steeds vaker groen. De plakken algen zijn zelfs vanuit de ruimte zichtbaar.'
Van het beeld wat de weersatelliet maakt vanuit de ruimte stappen wij nu over naar het beeld wat wij met onze eigen ogen kunnen waarnemen.
KENNIS 3: De drie toestanden (fasen) van een stof
Leerdoelen:
Ik kan de drie fasen van een stof benoemen (KENNIS 3).
Ik kan uitleggen waarom veel vaste stoffen een kenmerkende kristalstructuur hebben (KENNIS 3).
Regen, sneeuw, mist, hagel, rijp en dauw zien er heel verschillend uit. Regen bestaat uit doorzichtige druppels, sneeuwvlokken zijn wit en donzig, mist is een dichte grijze nevel die je het zicht beneemt op de wereld om je heen. Toch gaat het bij al deze weersverschijnselen om dezelfde stof: water (afbeelding 3.3).
Afbeelding 3.3: Water de stof die verantwoordelijk is voor de neerslag bij weersverschijnselen.
3.1 VAST, VLOEIBAAR EN GASVORMIG
Water komt in de natuur voor:
als vaste stof : ijs (afbeelding 3.4);
als vloeistof: (vloeibaar) water;
als gas: waterdamp.
De drie toestanden waarin je water (en andere stoffen) kunt tegenkomen, noem je fasen.
Afbeelding 3.4: Krui-ijs bij vuurtoren van Urk.
De lucht die je uitademt, bevat vrij veel waterdamp. Die waterdamp kun je niet zien: het is een onzichtbaar gas. Als je tegen een koude ruit ademt, koelt de waterdamp in je adem af tegen het koude glas en condenseert. Op het glas verschijnen kleine waterdruppeltjes: de ruit beslaat (afbeelding 3.5).
Afbeelding 3.5: Condensvorming op een ruit.
Die kleine waterdruppeltjes zie je ook als je bij koud weer uitademt. Voor je mond verschijnt dan een nevelwolkje (afbeelding 3.6).
Afbeelding 3.6: Zichtbare 'nevelwolkjes' die ontstaan bij koud weer.
Vaak wordt de naam ‘waterdamp’ gebruikt voor een nevel die uit fijne druppeltjes water bestaat. Het gebruik van het woord 'damp' is hier niet juist. Een nevel bestaat namelijk uit vloeibaar water. De druppeltjes water in een nevel zijn zo klein dat je ze niet afzonderlijk kunt zien. Maar al die kleine druppeltjes kunnen je wel nat maken. Dat merk je aan je gezicht als je door dichte mist loopt.
Een nevel van hete waterdruppeltjes wordt vaak ‘stoom’ genoemd. Ook dat is niet juist, want stoom is hete waterdamp wat je dus niet kunt zien.
KRISTALLEN
Sneeuw bestaat uit ijskristallen: het is een vaste stof. Die kristallen hebben allerlei mooie vormen. In al die verschillende vormen kun je dezelfde zeshoekige structuur herkennen. Dezekristalstructuur is kenmerkend voor sneeuw (afbeelding 3.7). Elke vaste stof heeft een eigen kenmerkende kristalstructuur.
Afbeelding 3.7: Sneeuwkristallen hebben altijd een zeshoekige vorm.
Kristallen kunnen heel erg klein zijn, maar ook centimeters groot. Een stuk bergkristal bestaat uit grote kristallen die aan elkaar zijn vastgegroeid. De kristalstructuur is dan ook met het blote oog goed waarneembaar (afbeelding 3.8).
Afbeelding 3.8: Een stuk bergkristal.
SOORTEN NEERSLAG
Bij het woord neerslag denk je waarschijnlijk het eerst aan regen, sneeuw en hagel. Maar er zijn meer soorten neerslag.
* Dauw bestaat uit kleine waterdruppeltjes. ’s Ochtends kunnen grassprieten en bladeren kletsnat zijn door de dauw.
* Rijp bestaat uit enorme aantallen kleine ijskristallen. Rijp kan boomtakken en grassprieten prachtig wit maken.
* IJzel is zeer koude regen die bevriest als hij de bevroren grond raakt. Het ijslaagje dat zo ontstaat, is altijd doorzichtig. Het kan straten en wegen spiegelglad maken (afbeelding 3.9).
Afbeelding 3.9: Schaatsen op een beijzelde straat.
Ik kan de zes fase-overgangen van stoffen benoemen en weergeven in een fasedriehoek (KENNIS 4).
Ik kan beschrijven of voor een fase-overgang de stof moet worden verwarmd of worden afgekoeld (KENNIS 4).
Ik kan beschrijven hoe de fase-overgangen van water een belangrijke rol spelen bij allerlei weersverschijnselen (KENNIS 4).
Veranderen van fase
Het weer kan plotseling omslaan. Een zomerdag kan beginnen met een strakblauwe lucht en eindigen met een flinke onweersbui. ’s Winters zijn bomen en struiken na een koude nacht soms opeens bedekt met een dikke laag rijp. Als de dooi invalt, wordt het ijs waar je gisteren nog op schaatste, snel onbetrouwbaar. In al deze situaties heb je te maken met water dat van fase verandert.
4.1 FASE-OVERGANGEN
Als ijs smelt, zie je water van fase veranderen: van vast wordt het vloeibaar. Daarom noem je smelten een fase-overgang.
Er zijn zes fase-overgangen (afbeelding 4.1):
Smelten: een vaste stof wordt een vloeistof,
Verdampen: een vloeistof wordt een gas,
Condenseren: een gas wordt een vloeistof,
Stollen(bevriezen bij water): een vloeistof wordt een vaste stof,
Vervluchtigen (sublimeren): een vaste stof wordt een gas.
Afbeelding 4.1: De zes fase-overgangen (fasedriehoek).
In de fasedriehoek is in afbeelding 4.1 met een rode pijl aangegeven wanneer je de stof warm moet maken voor een fase-overgang en met een blauwe pijl wanneer je moet afkoelen bij een fase-overgang.
4.2 FASE-OVERGANGEN EN HET WEER
De fase-overgangen van water spelen een belangrijke rol bij allerlei weersverschijnselen.
Bevriezen
Als het vriest verschijnt er een laag ijs op het water in plassen en vijvers. Het bovenste laagje water bevriest: van vloeibaar wordt het vast. Als het blijft vriezen, groeit het ijslaagje van onderaf steeds verder aan.
Afbeelding 4.2: Kopje water en vrieskou leveren spectaculaire beelden op in Russische 'dubak challenge'.
VIDEO: 'Dubak challenge' in Rusland.
Smelten
Als het gaat dooien smelt de ijslaag op plassen en vijvers snel weg. Boomtakken die pas nog wit waren van de rijp, worden nu weer kaal (afbeelding 4.3), terwijl de waterdruppels naar beneden vallen. Vast ijs wordt weer vloeibaar water.
Afbeelding 4.3: Het ijs van de tak smelt weg.
Verdampen
Als na een regenbui de zon schijnt, zijn de straten al gauw weer droog. Plassen worden steeds kleiner ten slotte helemaal. Dat komt doordat het regenwater bij warm weer snel verdampt: zichtbaar water wordt onzichtbare waterdamp.
Condenseren
Als warme lucht ’s nachts afkoelt tegen een koud voorwerp, condenseert de waterdamp die erin zit. Op grassprieten en bladeren verschijnen dan kleine waterdruppeltjes (afbeelding 4.4). Onzichtbare waterdamp wordt zichtbaar water.
Afbeelding 4.4: Dauw bestaat uit kleine waterdruppels.
Rijpen
Als de temperatuur ’s nachts daalt tot onder 0 ºC, ontstaat er geen dauw, maar rijp. De waterdamp in de lucht gaat over in kleine ijskristallen die boomtakken en grassprieten een prachtig wit uiterlijk geven (afbeelding 4.5).
Figuur 3.12: Rijp op een tak.
Vervluchtigen
Als de lucht erg koud en droog is, wordt een laag sneeuw geleidelijk dunner. Dat komt doordat ijs onder die omstandigheden langzaam verandert in waterdamp. Er zijn ook stoffen die snel vervluchtigen, zoals vast koolstofdioxide (‘droogijs’) (afbeelding 4.6).
Het arrangement Van groot naar klein - leergebied exact - 1M - kopie 1 is gemaakt met
Wikiwijs van
Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt,
maakt en deelt.
Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 4.0 Internationale licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding vrij bent om:
het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.
Leeromgevingen die gebruik maken van LTI kunnen Wikiwijs arrangementen en toetsen afspelen en resultaten
terugkoppelen. Hiervoor moet de leeromgeving wel bij Wikiwijs aangemeld zijn. Wil je gebruik maken van de LTI
koppeling? Meld je aan via info@wikiwijs.nl met het verzoek om een LTI
koppeling aan te gaan.
Maak je al gebruik van LTI? Gebruik dan de onderstaande Launch URL’s.
Arrangement
IMSCC package
Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.
Wikiwijs lesmateriaal kan worden gebruikt in een externe leeromgeving. Er kunnen koppelingen worden gemaakt en
het lesmateriaal kan op verschillende manieren worden geëxporteerd. Meer informatie hierover kun je vinden op
onze Developers Wiki.
Werkblad Tabel machten van 10
