In deze quest ga je meer leren over de techniek achter het wegen en kennismaken met een aantal natuurkundige begrippen als kracht en beweging. Wat is balans eigenlijk, en hoe zet je dat in om dingen te meten maar ook te bewegen?
Aan de hand van theorie, filmpjes en een aantal praktische proefjes ga je hier zelf mee aan de slag.
1. Jij begint
Motivatiemotor
➜ Schrijf in je schrift waarom je deze quest tot een goed einde zou willen brengen.
➜ Schrijf daaronder wat jij dénkt dat het antwoord is op de drie vragen hieronder. Gokken mag!
Hoe lang geleden werd de eerste weegschaal uitgevonden?
Hoe werkt zo'n ouderwetse weegschaal met twee schalen aan elke kant eigenlijk?
Waarom willen mensen graag het gewicht van dingen goed kunnen meten?
Verderkijker
➜ Bekijk het filmpje hieronder eens.
➜ Schrijf drie dingen in je schrift die je zou kunnen leren van dit filmpje.
Routeplanner
Hoe werkt deze quest?
Deze quest bestaat uit vijf onderwerpen en een show.
In elk onderwerp kun je de volgende onderdelen tegenkomen:
Proefjes ➜ Hierin ga je praktisch aan de slag met de stof.
Uitleg ➜ Hierin wordt de stof uitgelegd.
Filmpje ➜ Hierin kijk je filmpjes over de stof.
Verwerking ➜ Hierin werk je in je schrift om de stof te verwerken.
Routeplanner
Opdracht
Wat ga je doen?
Hoe lang duurt het?
Opdracht 2a
+ +
ca 1 uur
Opdracht 2b
+ +
ca 0,5 uur
Opdracht 2c
+ + +
ca 1 uur
Opdracht 2d
+ + +
ca 1 uur
Opdracht 2e
+ + +
ca 1 uur
Show
of
ca 2,5 uur
2. Balans, evenwicht, even-gewichtig?
2a. De uitvinding van de balans
Proefje
We beginnen deze quest door gelijk een proefje te doen.
Hiervoor heb je nodig:
een volle literfles met 1L water (of een andere vloeistof: cola, melk etc.).
pen en papier.
minstens 3 dingen van verschillende grootte uit je huis of klaslokaal die je wilt wegen.
een weegschaal (uit de keuken of de badkamer).
Introductie: Al heel lang geleden begonnen mensen dingen te wegen. Dat deden ze eerst waarschijnlijk gewoon met de hand. Maar in dit proefje ga je ervaren dat wij met onze handen niet goed kunnen voelen hoe zwaar iets is. Het is zelfs niet zo eenvoudig om met je handen te voelen of iets zwaarder is dan iets anders.
In dit proefje is het belangrijk dat je weet dat 1 liter water 1 kilogram weegt.
➜ Neem de fles met water in je ene hand.
➜ Neem nu het eerste ding dat je wilt wegen in je andere hand.
➜ Schrijf op welke van de twee je denkt dat zwaarder is.
➜ Herhaal de eerste drie stappen voor de andere dingen die je wilt wegen.
➜ Controleer nu met je keukenweegschaal of je personenweegschaal (als je die in huis hebt) of je gelijk had.
➜ Zet in je schrift op een rijtje welke dingen je hebt 'gewogen'. Zet het geschatte en het gemeten gewicht in een tabel zoals deze:
Onderzocht ‘ding’
Geschat gewicht
Gemeten gewicht
Goeie schatting?
Ding 1
bijv.: een grote kaars
bijv.: lichter dan de fles
bijv.: 354 gram
bijv.: Ja!
Ding 2
Ding 3
…
Kon je goed schatten welk ding zwaarder was?
➜ Schrijf in je schrift of je goed kon inschatten welk ding zwaarder was. Lastig, hè?
Uitleg
Je zult zien, een gewicht schatten is niet zo simpel. Daarom ontwikkelden mensen dus een weegschaal of balans. Wat een balans is, weet je waarschijnlijk wel. Hier zijn een paar voorbeelden:
Wij noemen sommige van die balansen ook wel weegschaal, omdat dat is wat ze doen en hoe ze er uitzien: één of twee schalen waarop we dingen kunnen leggen om ze te wegen. Tegenwoordig zien ze er heel anders uit, zoals de onderstaande voorbeelden van personen- en keukenweegschalen.
De oudste weegschalen of balansen zijn al van 3500 jaar voor Christus. Dus al meer dan 5000 jaar oud. Die werden gevonden in Egypte. Sommigen zeggen zelfs dat er 5000 jaar voor Christus al weegschalen waren in Egypte en Babylonië (de streek van het huidige Irak). Die zouden ruim 7000 jaar oud zijn. Dat maakt de weegschaal zo’n beetje tot het oudste meetinstrument.
Verwerking
➜ Schrijf het antwoord op de vragen hieronder in je schrift.
Waarom, denk je, was het voor mensen al zo vroeg belangrijk om te wegen?
Wat zouden de oude Egyptenaren allemaal hebben willen wegen?
Vind je dit interessant? Op deze website kun je de antwoorden en nog veel meer informatie vinden!
2b. Wat is wegen?
Filmpje
➜ Bekijk onderstaand filmpje nog eens.
Uitleg
In het filmpje hierboven heb je kunnen kijken hoe een kilo officieel gemeten wordt. Het meten van gewicht noemen we ook wel wegen.
Maar wat is dat wegen nu eigenlijk? Wat doen we dan eigenlijk?
Nou, dat is toch duidelijk, zul je zeggen. Je legt iets op de ene schaal en een bekende gewichtjes op de andere schaal, net zo lang totdat de weegschaal in evenwicht is. In balans, zeggen we ook wel.
Evenwicht betekent simpelweg: gelijk (even) gewicht. Als de weegschaal in evenwicht is, ligt er dus op beide schalen evenveel gewicht; hetzelfde gewicht; een gelijk gewicht. Wegen is dus eigenlijk het ding dat je wilt wegen ver-gelijken met een ander gewicht. Wegen is vergelijken.
Dat heeft natuurlijk alleen maar zin als je weet hoe groot dat andere gewicht is. Anders weet je nog bijna niets. Dat bekende gewicht, dat zijn vaak dingen van lood of een ander zwaar metaal.
Verwerking
➜ Schrijf het antwoord op de vragen hieronder in je schrift.
Waarom nam men voor die 'gewichtjes' dingen van lood of een ander zwaar metaal?
Waarom wordt er een officiële kilo bewaard in de kluis?
2c. De heksenwaag van Oudewater
Uitleg
Kijk eens naar de mooie gebouwen hieronder. Deze gebouwen vind je in veel oude steden, ze heten een Waag. Dat was - zoals het woord al een beetje zegt - een gebouw waar werd gewogen. Ook de enorme weegschaal die in dat gebouw stond, heet waag.
Wat wogen ze daar? Vooral handelswaren. Denk maar aan de beroemde kaaswaag van Alkmaar. Dat was nodig om de handel een beetje eerlijk te laten verlopen (krijg je genoeg waar voor je geld?). Daardoor werd het aantal ruzies beperkt.
Het was ook nodig om te bepalen hoeveel belasting moest worden betaald. Voor alle goederen die de stad inkwamen, moest namelijk tol of belasting betaald worden.
Haarlem
Nijmegen
Leiden
Gouda
Doesburg
Deventer
Leeuwarden
Hoorn
Alkmaar
Filmpje
Maar, soms werden op de Wagen ook heel andere zaken gewogen: heksen. In vroeger tijden had men het idee dat sommige vrouwen - en soms ook mannen - bovennatuurlijke krachten bezaten. Ze konden zieken genezen, maar ook mensen ziek maken. En ze konden vliegen. Dan moesten ze natuurlijk wel heel licht zijn.Om te bepalen of iemand een heks was, werden ze dus aan proeven onderworpen. Bekijk het filmpje hieronder om te kijken op welke manieren ze dat allemaal probeerden.
De waterproef had als nadeel dat de vrouwen meestal ook dood gingen als ze onschuldig waren. Daarom werd de heksenweging ingevoerd. Een vrouw die beschuldigd werd van hekserij kon zich vrijpleiten door op een Waag aan te tonen dat ze een normaal gewicht had. De bekendste heksenwaag was die van Oudewater. Daar kwamen mensen van heinde en verre, zelfs vanuit Duitsland, om zich van hekserij vrij te pleiten. De Waag van Oudewater was namelijk heel betrouwbaar. Of liever, de waagmeester van Oudewater was heel betrouwbaar en niet omkoopbaar. Daarom kreeg de heksenwaag van Oudewater een certificaat van betrouwbaarheid van keizer Karel de Vijfde.
Als van een man of vrouw werd aangetoond dat hij of zij een normaal gewicht had (in vergelijking met de lengte), dan kreeg die persoon een Certificaet van Weginghe. Dat was dus bijna een levensverzekering.
Proefje
Je gaat nu zelf bepalen of jij volgens de berekening van de heksenwaag in Oudenwater een heks zou zijn of niet.
Hiervoor heb je nodig:
een weegschaal.
een meetlint.
een rekenmachine (of lekker uit je hoofd rekenen, dat kan ook).
➜ Bepaal met de weegschaal je gewicht in kilogram (dit noemen we G).
➜ Meet je lengte met het meetlint in centimeter (dit noemen we L).
➜ Bereken de volgende som: G-(L-110).
➜ Kom je onder de 0 uit? Dan ben je een heks!!! Hellup!
Verwerking
➜ Schrijf het antwoord op de vragen hieronder in je schrift.
Voor welke vier dingen werd een Waag gebruikt?
Wat is het voordeel van een heksenweging boven de waterproef?
Hoe betrouwbaar denk je dat de formule voor de heksenwaag van Oudenwater is? Waarom?
2d. Evenwicht en evenwichtsregel
We hebben het nu gehad over wat evenwicht is en hoe en waarom mensen dat vroeger te weten wilden komen. Nu gaan we verder in op de techniek van het evenwicht.
Proefje 1
Kan een weegschaal alleen maar in evenwicht zijn als er aan beide kanten evenveel gewicht ligt? Denk eens na, of probeer het uit.
Nadenken
➜ Denk eens aan de wip waar je vroeger vaak op zat. Hoe kon je die in evenwicht krijgen, terwijl je zusje/broertje/vriendje/vriendinnetje lichter of zwaarder was dan jijzelf? Schrijf je antwoord in je schrift.
Weet je het niet meer? Probeer het dan uit zoals hieronder beschreven.
Uitproberen
➜ Ga samen met iemand die lichter of zwaarder is dan jij naar een speeltuin met een wipwap.
➜ Ga allebei op het zitje van de wipwap zitten. Klopt het dat degene die het zwaarst is, onderop blijft en de ander omhoog gaat?
➜ De zwaarste persoon schuift nu langzaam naar voren. Wanneer komt de lichtere persoon naar beneden?
➜ Beschrijf jullie experiment in een paar zinnen in je schrift.
Proefje 2
In de proef hierboven heb je met je herinneringen of je lichaam gewerkt. Nu wordt het tijd om echt technisch bezig te gaan. Meten is weten!
Evenwicht is er niet alleen als er aan beide kanten van een draaipunt evenveel gewicht ligt. Het hangt er ook van af hoe ver dat gewicht ligt van het draaipunt. Dat gaan we in dit proefje precies onderzoeken.
Je hebt nodig:
een liniaal
een rond potlood of een rietje
een zakje muntdrop (of iets anders dat je als gewichtjes kunt gebruiken (ze moeten wel allemaal even groot/zwaar zijn))
➜ Pak je liniaal en je potlood/rietje en leg de liniaal dwars op het rietje, zo dat het rietje precies in het midden ligt. Als het goed is, ligt de liniaal dan in evenwicht. Het is een soort balans geworden.
➜ Leg nu een dropje aan één kant op de liniaal op ongeveer 6 cm van het draaipunt. Zie ook het plaatje hieronder.
➜ Pak nu twee andere dropjes boven op elkaar
➜ Waar moet je die twee dropjes neerleggen om de liniaal weer in evenwicht te krijgen?
➜ Probeer het ook eens met het ene dropje op 4 cm of 8 cm van het midden. Waar moeten dan de twee dropjes liggen?
Uitleg
Als je goed oplet, merk je dat er een algemene regel is:
(Afstand links) x (gewicht links) = (Afstand rechts) x (gewicht rechts).
Met Afstand bedoelen we de afstand tussen het midden van het dropje en het draaipunt (het rietje of potlood dus). Met deze regel kun je voorspellen waar je een bepaald aantal gewichtjes moet neerleggen om evenwicht te krijgen. Deze regel noemen we de evenwichtsregel.
Verwerking
We gaan nu met de evenwichtsregel berekenen hoe je evenwicht kunt krijgen. Je mag het ook steeds uitproberen op je liniaal-weegschaal.
➜ Pak je schrift en neem de tabel hieronder over.
➜ Bereken het ontbrekende getal door de evenwichtsregel te gebruiken.
tabel:
Gewicht links
(aantal gewichtjes)
Afstand links
(aantal vakjes)
Gewicht rechts
(aantal gewichtjes)
Afstand rechts
(aantal vakjes)
1
8
2
1
9
3
1
4
4
2
4
1
2
6
4
3
2
6
3
6
9
4
1
2
2e. Hefbomen en hefboomregel
Filmpje
We noemen die evenwichtsregel ook wel de hefboomregel.
Hefbomen gebruiken we als we iets groots en zwaars willen optillen dat we niet zomaar met onze blote handen kunnen optillen. Kijk maar eens naar het volgende filmpje:
Uitleg
Als je goed kijkt, zie je dat we die hefboom in de vorige paragraaf al tegenkwamen. Op de liniaal hielden we met een klein gewicht (één dropje) een groter gewicht (twee dropjes) aan de andere kant in evenwicht. We kunnen ook zeggen: met een klein gewicht konden we een groter gewicht optillen.
Er is ook een nadeel aan hefbomen. Want we kunnen met behulp van een hefboom een zwaar ding optillen met minder kracht, maar we moeten een grotere slag maken. Dus: wat je wint aan kracht, verlies je aan afstand (slag). Wat zouden we daarmee bedoelen?
Kijk maar naar het plaatje hierboven: de roze kant van de hefboom is veel langer dan de gele kant. Dat betekent dat je op de roze kant minder hard hoeft te duwen om iets zwaars op de gele kant omhoog te krijgen.
Dus minder kracht betekent méér afstand die moet worden afgelegd. Dat is ook logisch want volgens de evenwichtsregel moest het product van kracht of gewicht en afstand aan beide kanten van het draaipunt gelijk zijn.
Filmpjes
➜ Bekijk de drie filmpjes hieronder om nog meer te weten te komen over hefbomen en hoe we die gebruiken.
Die hefbomen komen we op allerlei plekken tegen. Kijk maar eens naar het volgende filmpje:
Er zijn allerlei soorten gereedschap die gebruik maken van hefbomen. Kijk in het volgende filmpje:
En snap je ook waar de hefbomen zitten in het volgende filmpje?
Verwerking
➜ Schrijf het antwoord op de vragen hieronder in je schrift.
Geef drie voorbeelden van gereedschappen of andere technieken waarbij de hefboomregel gebruikt wordt.
Leg de hefboomregel in eigen woorden uit.
3. Afronding
3a. Assessment
Show
Maak een uitlegfilmpje of een presentatie waarin je de volgende zaken uitlegt:
de geschiedenis van het wegen;
de hefboomregel;
hoe de hefboomregel toegepast wordt in het dagelijks leven.
Je filmpje/presentatie voldoet aan de volgende eisen:
filmpje: min 1 minuut, maximaal 3 minuten;
presentatie: min 3 minuten, maximaal 5 minuten;
3b. Terugkijker
Schrijf in je schrift antwoord op de volgende vragen:
Wat vond je van deze quest?
Wat vond je leuk?
Wat vond je minder leuk?
Hoeveel tijd heeft het je gekost? (in uren)
Wat vind je het belangrijkste dat je geleerd hebt?
Het arrangement Balans, evenwicht, even-gewichtig? 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.
Motivatiemotor
Proefjes ➜ Hierin ga je praktisch aan de slag met de stof.
Uitleg ➜ Hierin wordt de stof uitgelegd.
Filmpje ➜ Hierin kijk je filmpjes over de stof.
Verwerking ➜ Hierin werk je in je schrift om de stof te verwerken.
Proefje
Uitleg
Verwerking
Filmpje
Show
