NaSk JDC

NaSk JDC

Introductie

Wetenschap en wetenschappelijk onderzoek

Mensen zijn nieuwsgierige wezens die grote moeite doen om de wereld en de ruimte te verkennen, verklaren en te verbouwen. Om deze natuurlijke wereld beter te kunnen begrijpen zijn er door de millennia heen verschillende methodes en manieren bedacht om onze realiteit in kaart te brengen. Van natuurlijke verschijnselen die aan goden werden toegeschreven, tot het samenstellen van machines die de kleinste deeltjes van onze realiteit weergeven.

De materiële wereld word waargenomen met onze zintuigen. Waar we steeds beter in zijn geworden is deze zintuigen aanscherpen met waarnemingsinstrumenten, zoals meetlinten, telescopen, thermometers en ga zo door om inconsistenties en nauwkeurigheid van onze waarnemingen te verbeteren. Daarom zijn MEETBAARHEID en HERHAALBAARHEID sleutel concepten van goede, accurate (nauwkeurige) wetenschappelijke methodes en onderzoek.

Meetbaarheid is net een taal, spreek je dezelfde taal, dan kun je makkelijker informatie delen en testen. Herhaalbaarheid van een experiment zorgt voor het steeds nauwkeuriger vaststellen van de realiteit om ons heen wanneer waarnemingen vanuit verschillende hoeken tot dezelfde of vergelijkbare conclusies komen. Niemand zal zeggen dat een stuk basalt gesteente zacht of licht is wanneer die op zijn voet valt.

Houtprint uit 1888, waarbij een reiziger de scheiding tussen de aarde en het 'plafond' doordringt
Houtprint uit 1888, waarbij een reiziger de scheiding tussen de aarde en het 'plafond' doordringt
Viking representatie van de wereld
Viking representatie van de wereld

 

 

Leerdoelen

Wij werken zonder methodes vanuit uitgevers maar volgen wel de Stichting Leerplan Ontwikkeling (SLO) leerdoelen.

De doelen voor het hele jaar staan hieronder weergegeven en worden per onderdeel waar we mee bezig zijn dikgedrukt en onderstreept:

 

VO Kerndoel 29: De leerling leert kennis te verwerven over en inzicht te verkrijgen in sleutelbegrippen uit
het gebied van de levende en niet-levende natuur, en leert deze sleutelbegrippen te verbinden met
situaties in het dagelijks leven.  

VO Kerndoel 32: De leerling leert te werken met theorieën en modellen door onderzoek te doen naar
natuurkundige en scheikundige verschijnselen als elektriciteit, geluid, licht, beweging, energie en
materie

1. Je ordent stoffen aan de hand van kleur, geur, oplosbaarheid in water, elektrische geleiding, kookpunt,smeltpunt en geluidsnelheid.

2. Je legt uit waardoor stoffen een verschillende dichtheid hebben aan de hand van een molecuulmodel en je berekent de dichtheid met massa en volume van een hoeveelheid stof.

3. Je verklaart aan de hand van de dichtheid van stoffen of voorwerpen zinken, zweven of drijven

4. Je legt uit dat de verschillende fasen van stoffen en andere fysische eigenschappen van stoffen samenhangt met de manier en mate van beweging en binding van moleculen.
5. Je legt moleculen uit als verzameling van aan elkaar gebonden atomen en je legt de verschillen uit tussen moleculen en atomen.

 

Scientific Organiser

 

De Scientific Organiser is hier om je te helpen bij de meest simpele experimenten tot de meest complexe opdrachten.

Per onderdeel volgt een toelichting:

1. Naam, datum, titel proef spreken voor zich.

2. Onderzoeksvraag: Hier zet je neer wat het is dat je wilt weten/onderzoeken.

3. Theorie: Indien je een idee hebt van een mogelijke uitkomst, een hypothese, dan kun je deze hier opschrijven zodat je deze kunt testen.

4. Grootheden: Welke dingen meet je? Denk aan temperatuur, lengte, volume, geluid etc. Een afhankelelijke variabele is hetgeen wat verandert door de onafhankelijke variabele toe te passen in een experiment. VB: hoe snel groeit een plant bij 25 graden Celsius? Of wat is het effect van tempereatuur op de oplosbaarheid van suiker? Hierin zijn de temperatuur onafhnakelijk omdat zij zogenaamd vast staan, maar de groei van de plant en de oplosbaarheid zijn afhankelijke van de temperatuur in het experiment.

5. Materialen: Welke materialen ga je gebruiken? Denk aan liniaal, bekerglas, mineralen, stoffen, brander, papier, maatbeker, loep, tafel, standaard, etc.

6. Opstelling: Hierin kun je een tekening maken van hoe je de materialen inzet tijdens je onderzoek. Waar staat wat en waarom? Bijvoorbeeld een brander aangesloten op een gastank en een leerling met een veiligheidsbril op en een labjas aan.

7. Procedure: Bij dit onderdeel beschrijf je de stappen die je onderneemt om je onderzoek uit te kunnen voeren.

8. Aantekeningen & Opmerkingen: Deze ruimte benut je om dingen op te schrijven die relevant zijn om te weten over het onderzoek en de uitvoering ervan, voor jezelf en voor anderen.

9. Observaties, metingen en berekeningen: In dit onderdeel schrijf je de dingen die je waarneemt, de metingen die je maakt en de berekeningen die daar uit komen. Denk bijvoobeeld aan de fysieke eigenschappen van mineralen of planten, het gewicht van mineralen of de volume ervan, en hoe je bereken de dichtheid of de snelheid van iets.

10. Grafieken: Vanuit de berekeningen en de analyse kun je de grafiek invullen

11. Analyse en trend: Analyse is het proces van onderzoeken en interpreteren van de data die je uit je onderzoek krijgt. VB: hoeveel klasgenoten doen aan sport? Als het antwoord is 5 van de 20 dan kun je een interpretren dat er weinig kinderen sporten in deze klas. Maar als het er 5 zijn van de 20 en 10 ervan doet alleen seizoensgebonden sport, dan verandert dat de interpretatie. Een trend is een patroon die je waarneemt gebonden aan tijd (binnen een periode) die je uit je data waarneemt. Een trend kan zijn dat de 5 kinderen die wel aan sport doen, deze sport tijdens een bepaalde tijd doen in een week (maandag tussen 17:00 en 20:00).

12. Over nauwkeurigheid en precisie: Elk onderzoek vereist een verantwoording over hoe nauwkeurig het is uitgevoerd. In dit gedeelte beschrijf je op wat voor manier je de nauwkeurigheid en precisie tijdens je onderzoek hebt gewaarborgd. VB: Tijdens het onderzoek naar nachtelijk geluidsoverlast in een buurt hebben we ervoor gekozen om tussen 19:00 en 2:00 geluidmetingen elk half uur uit te voeren waarbij een decibelmeter werd gebruikt op specifieke punten in de buurt (duidelijk en vrij precies). Echter we hebben geen rekening gehouden met de mogelijke resonantie, weerkaatsing, van geluid in bepaalde 'dode' hoeken van de buurt. Dit zorgde ervoor dat onze metingen niet op alle delen van de wijk toe te passen zijn (niet volledig nauwkeurig.

13. Conclusie. In dit deel schrijf je de door jouw gevonden en geinterpreteerde data op een manier dat duidelijk een weergave biedt van: Je hypothese/theorie en onderzoeksvraag, wat je hebt gedaan (procedure, opstelling, metingen etc) en wat je uit je data hebt gehaald, dus de analyse en de trend.

14. Wat ik nog zegge wilde: Is een onderdeel die vooral achteraf, nadat alle stappen zijn doorlopen, een rol speelt in het verbeteren van je onderzoeksproces of delen van informatie over samenwerking en mogelijke toekomstige onderzoeksmethoden.

 

Deel 1 Materie: Massa, Volume en Dichtheid

In deze basismodule van natuur- en scheikunde, behandelen we vooral de basis van onze realiteit, namelijk, de materie. Wat is materie, hoe is deze opgebouwd en hoe kunnen we materie meten, zijn de belangrijkste vragen die we ons stellen tijdens deze lessenreeks.

Elke stof en elk materiaal bestaan uit hele kleine deeltjes ook wel moleculen (zie afbeelding 1) genoemd. Deze bestaan uit twee of meer atomen. Atomen bestaan weer uit elektronen, protonen en nog kleinere deeltjes, de quarks (afbeelding 2).
Moleculen zitten niet overal even dicht bij elkaar en zijn ook niet allemaal hetzelfde.
In de ene stof zitten ze dichter bij elkaar (of hebben andere verbindingen en dus grootte) dan in een andere stof.
Dit verschijnsel noemen we de: dichtheid. Dichtheid is een grootheid. Deze wordt uitgedrukt in de Griekse letter ρ (Rho).

Doelen module deel 1 (Massa, volume en dichtheid):

Je begrijpt het verschil tussen natuurkunde, scheikunde en biologie en kunt deze ook toelichten.

Je weet wat grootheden en eenheden zijn en kunt hun functie uitleggen.

Je weet het verschil tussen volume en massa en de verschillende manieren om deze nauwkeurig te meten.

Je weet wat een formule is en kunt deze beschrijven.

Je weet wat dichtheid is en kunt deze berekenen met een formule ρ = m/V.

Bekijk dit filmpje en beantwoord de vraag hieronder.

Afbeelding 1: Zout molecuul wat bestaat uit Natrium en Chloride en de manier waarop deze moleculen bij elkaar zitten om zoutkristallen/materie te vormen.

Afbeelding 2: Steeds kleiner inzoomen op materie, die bestaat uit moleculen; moleculen die bestaan uit atomen; atomen die verdeeld worden in atoom kern waarin protonen en elektronen zich bevinden; deze bestaan uit nog kleinere deeltjes, de quarks

Metriek

 

Om de wereld te kunnen beschrijven, is het belangrijk dat we kunnen meten hoe groot voorwerpen zijn. We gebruiken hiervoor de lengte, de oppervlakte en het volume, deze zijn onderdeel van een metriek systeem of metrisch stelsel. De lengte meten we meestal in:

De oppervlakte meten we meestal in:

De volume of de inhoud meten we meestal in:

Belangrijk daarbij is om te onthouden kubike decimeter staat gelijk aan liter en kubike cm staat gelijk aan mililiter, zie hierboven.

 

De factor bij het heen en weer bewegen op deze schalen staat hieronder weergegeven voor de lengte en liter, echter zoals je ziet in de afbeeldingen met elke nieuwe dimensie (2D en 3D) komt er een nul bij per stap of gaat er een nul af.

 

omschrijving afkorting wetenschappelijk factor
kilo k x103 x 1000
hecto h x102 x 100
deca da x101 x 10
  _ x100 x 1
deci d x10-1 x 1/10
centi c x10-2 x 1/100
milli m x10-3 x 1/1000

 

De SI-eenheden zijn standaard grondeenheden die in natuurkunde als een basis dienen voor het berekenen van verschillende krachten en veranderingen
Bekijk dit filmpje over de SI eenheden en beantwoord de vraag

 

 

 

Volume

Volume geeft aan hoeveel ruimte iets inneemt.

Inhoud wordt gebruik als je wilt aangeven hoeveel gas/vloeistof er ergens in kan.
Inhoud en volume zijn in dit onderdeel hetzelfde.

De grootheid van Volume is de hoofdletter V. De eenheden die we gebruiken bij het volume zijn de volgende. De standaard eenheid is m3 . Echter gebruiken we ook wel eens de eenheid L. Hoofdletter L staat voor Liter.

Hieronder leer je hoe je het volume kan bepalen van

  • een regelmatig voorwerp (bijvoorbeeld een balk)

     en

  • een onregelmatig voorwerp (bijvoorbeeld een schaakstuk).

Van een regelmatig voorwerp meet je met een liniaal de lengte, breedte en de hoogte.


Daarna gebruik je de formule  V = l x b x h om het volume te berekenen.

De V is een hoofdletter;  de l, b en h zijn kleine letters.

Je kan ook een schuifmaat gebruiken. Met een schuifmaat bepaal je nauwkeuriger de afmetingen.

Afbeeldingsresultaat voor schuifmaat

Bij een onregelmatig woorwerp gebruik je de: dompelmethode.

1.   Vul een maatcilinder tot een bepaalde hoogte (bijv. 50 cm3)

2.   Dompel de steen in de maatcilinder.

3.   Lees opnieuw de stand van de vloeistof (bijv. 70 cm3)

4.   Het volume van de steen is:

     Vsteen = 70 cm3 - 50 cm3 = 20 cm3

Massa

 

Massa is de hoeveelheid materiaal waaruit een voorwerp bestaat.
Massa meet je met een balans, oftewel, een weegschaal.
Hieronder zijn 2 soorten afgebeeld, een ´analoge´ balans en een elektronische bovenweger.

             

Het symbool voor de grootheid massa is de kleine letter m.
Achter het getal komt de eenheid.
De eenheid van massa is g.
Voor kleine massa's wordt gebruikt: mg (milligram  1/1000 g)
Voor grote massa's wordt gebruikt: kg (killo gram  1000 g)

Voorbeeld: m = 30 g
Hierin is:    m de grootheid massa
                  g de eenheid.

Dichtheid

Elke stof bestaat uit hele kleine deeltjes die met elkaar de massa van de stof vormen.
Deze kleine deeltjes worden moleculen (zie afbeelding Zout bij Materie) genoemd.
Over het algemeen kan je zeggen:

  • Hoe dichter de moleculen op elkaar zitten des te groter is de dichtheid van de stof.
  • Hoe verder de moleculen van elkaar af zitten des te kleiner is de dichtheid van de stof.

  Bij een vaste stof zitten de moleculen dicht bij elkaar >> grote dichtheid.

  Bij een vloeistof zitten de moleculen verder van elkaar >> kleinere dichtheid.

  Bij een gas zitten de moleculen 'ver' van elkaar >> kleinste dichtheid.

Let op: er zijn uitzonderingen op deze regel omdat moleculen van verschillende stoffen ook een verschillende opbouw hebben waarbij verschillende factoren de opbouw beinvloeden.

Berekeningen met dichtheid, massa en volume doe je met de formule:

ρ = m / V         (ρ is een griekse letter en spreek je uit als 'rho')

Hierin is:

ρ   het symbool voor  dichtheid   de eenheid is:   g/cm3   of   kg/dm3
m  het symbool voor  massa de eenheid is:    g   of     kg
V   het symbool voor  volume de eenheid is:   cm3   of    dm3

Oefentoets

Toets: Materie: Massa, Volume, Dichtheid

Start

Deel 2: Energie, Elektriciteit en Warmte

Energie bestaat overal op de wereld en kan op verschillende manieren worden opgewekt. Maar wat is energie eigenlijk?

Het woord energie komt uit het Grieks (εν εργος = ehnergos) en betekent het vermogen om arbeid te verrichten. Dit vermogen geven we weer in de standaard eenheid Joule (J).

Deze SI eenheid is vernoemd naar James Prescott Joule die eind 19e eeuw onderzoek deed naar de relatie van warmte en beweging. Zijn onderzoek hielp andere ideeën over warmte en energie beter te definiëren en hij legde de eerste wet van thermodynamica vast, namelijk het behoud van energie die gemeten kan worden.

Energiesoorten

Energie kan veel verschillende vormen hebben, die noemen wij energiesoorten, en deze worden verdeeld in:

Potentiele Energie Kinetische Energie
Chemische Electromagnetische
Mechanische Thermische
Zwaartekracht Bewegings
Atoom Geluid
Elektrische

 

Van deze typen energieën behandelen we dit blok Elektrische en Thermische energie

Energiebronnen

Bij het opwekken van energie voor apparaten en grote systemen maak je gebruik van verschillende energiebronnen.
Voorbeelden van energiebronnen zijn:

  • de wind
  • de zon
  • fossiele brandstoffen zoals olie, aardgas en steenkool
  • voedsel
  • hout
  • uranium
  • magneten

Omzetten van energie

Bij veel processen wordt energie omgezet.
Voorbeelden van energieomzettingen zijn:

  • Een lamp zet elektrische energie om in warmte en licht (stralingsenergie).
  • In een windturbine wordt windenergie via bewegingsenergie van de wieken omgezet in elektrische energie.
  • In een accu wordt bewegingsenergie omgezet in chemische energie.
  • In een elektromotor wordt elektrische energie omgezet in arbeid en warmte.

 

Je eigen lichaam is ook een energie bron die voedingsstoffen en zuurstof omzet in werkende systemen in je lichaam. Welke soorten energie zouden we kunnen herkennen in ons lichaam?

Elektrische Energie

Elektrische energie, of elektriciteit kan op verschillende manieren worden opgewekt zoals we al weten door te kijken naar waar onze stroom voor het gebruik van alle apparaten vandaan komt, denk aan kool centrales en windmolens.

Maar wat is deze elektrische eneregie eigenlijk?

Daarvoor moeten we weer terugblikken op materie en waaruit materie bestaat, namelijk atomen. Elk atoom bestaat uit een kern, met protonen en neutronen, en deeltjes die superesnel om die kern heen bewegen, elektronen. Ze kunnen op verschillende wijze worden weergegeven, maar de meest gebruikte modellen zijn die van Bohr en Rutherford.

De protonen hebben een positieve lading en de elektronen hebben een negatieve lading. Dit betekent dat neutronen, zoals de naam al zegt, neutraal zijn, maar zijn cruciaal voor de stabiliteit van elke atoom.
De protonen en elektronen willen een bepaald balans bereiken, een stabiele vorm, waardoor zij een bijzondere eigenschap hebben, namelijk tot elkaar aangetrokken zijn.

Hieronder zien we elementen (atomen) met een positieve kern en negatieve deeltjes er om heen.

 

Premium Photo | Atomic Model showing the nucleus and shells, numbers of ...

 

 

 

De aantrekkingskracht van de atomen zorgt in de basis voor de stroom van energie, elektriciteit die ergens doorheen wilt of naar toe wilt.

Wij kennen dit in de vorm van elektriciteit die door kabels wordt geleverd in onze huizen en naar onze apparaten. Deze stroom wordt geleid om onze apparaten te laten werken.

Daarom moeten even stil staan bij twee belangrijke aspecten van elektrische energie: Opwekking en Transport

 

Opwekken van energie kan op een tal manieren. Het opwekken van elektriciteit hangt af van wat voor energie bron je gebruikt en welke soort energie je wilt inzetten om elektrische stroom op te wekken. Hieronder een paar basis vormen van beide

 

Energiesoorten zijn:

  • warmte
  • elektrische energie
  • stralingsenergie
  • bewegingsenergie
  • chemische energie
  • zwaarte-energie
  • kernenergie

Energiebronnen zijn:

  • de wind
  • de zon
  • fossiele brandstoffen zoals olie, aardgas en steenkool
  • voedsel
  • hout
  • uranium
  • magneten

Het proces van het opwekken van elektrische energie kan dus op verschillende manieren, een van de meest gebruikte is het verbranden van natuurlijk materiaal om warmte om te zetten naar elektrische energie door middel van dynamo's. Kijk hier eens.

Elektrische stroming en stroomkringen

Zoals eerder gezegd, elektriciteit komt op vele plekken voor op aarde omdat het gaat om lading van atomen die zich van de ene plak naar de andere plek willen bewegen. Echter een geconcentreerde vorm van elektriciteit zoals we deze dagelijks gebruiken, hebben we nog niet zo lang. Daarvoor wordt vaak warmte energie omgezet naar elektriciteit (de elektriciteitscentrale) en wordt deze energie geleid door heel veel kabels. Hoe snel, goed en veilig deze energie naar onze huizen wordt getransporteerd heeft te maken met welke materialen er worden gebruikt om die energie te geleiden.

Geleiders in de elektriciteitsleer zijn een materialen of voorwerpen dat elektrische stroom doorlaten en een lage weerstand vertonen, die voor praktische doeleinden verwaarloosbaar is.

Isolatoren zijn materialen of media dat geluid, elektriciteit of warmte tegenhouden en in het bijzonder voorwerpen van glas, porselein of kunststof waarmee hoogspanningskabels of -draden, telefoondraden en schrikdraad veilig bevestigd kunnen worden, zodat er geen lekstroom loopt en geen overslag optreedt.

 

De manier waarop elektriciteit door de geleiders gaat meten we onder andere met Stroomsterkte, Spanning en Weerstand.

 

Symbool

Betekenis

Eenheid

I

Stroomsterkte

Ampère

U

Spanning

Volt

R

Weerstand

Ohm
P Vermogen Watt

E

Energie

Joule

 

Stroomsterkte is het verplaatsen van elektronen door een geleider (onder invloed van een spanningsbron). Het aantal elektronen per seconde geef je aan in Ampère (eenheid).

Spanning is de 'kracht' of 'druk' waarmee elektronen een bepaalde kant opgeduwd worden (uitgedrukt in Volt).

Weerstand is de eigenschap van een voorwerp die aangeeft hoe goed het voorwerp spanning 'weerstaat'. Een grote weerstand betekent dat bij een grote spanning weinig stroom gaat lopen.

Vermogen is energie per seconde die door de SI-eenheid Watt wordt uitgedrukt

Energie is een fundamentele natuurkundige grootheid, dat is een meetbare eigenschap van een natuurkundig verschijnsel. Deze kan op verschillende manieren worden uitgedrukt afhankelijk van de type energie. Wij meten elektriciteit thuis vaak in Joule, op de energieafrekening.

 

Deze vorm van geleiding kunnen we weergeven in een simpel model van elektrische schakelingen, namelijk:

 

 

 

Thermische Energie

Thermische energie, of warmte energie, kennen we in verschillende vormen. Denk aan het wrijven van je handen tegen elkaar of een brandend kampvuur, maar ook het verteren van voedsel noemen we verbranden.
Bij alle energie, maar misschien wel het meest duidelijke bij warmte energie, gaat het om een transformatie van de staat van een stof door het sneller of langzamer bewegen van deeltjes.

Warmte is in essentie het uitwisselen van energie tussen systemen die met elkaar in evenwicht staan of willen staan.

Zo kennen we de volgende verschijnsels die te maken hebben met warmte of de uitwisseling ervan.

Kun je voor elk soort een voorbeeld bedenken?
 

Maar wat hebben atomen en moleculen nou te maken met warmte?

We weten dat alles bestaat uit bewegende deeltjes, atomen.
Beweging produceert inherent, energie, kinetische energie.
Atomen en moleculen die bewegen zorgen voor kinetische energie, en hebben inherent een bepaalde temperatuur.
Temperatuur is dus kinetische energie, en is direct gelinkt aan warmte.

 

In het plaatje hierboven zien we een stukje warmte transport:

Deeltjes worden door een verbranding van gas opgewarmd en botsen tegen de koudere deeltjes.

De koude deeltjes worden als het ware 'aangestoken' om ook sneller te bewegen en zetten het warmtetransport door.

Oefentoets

Toets: Energietransitie Toets

Start

Deel 3: Materie en Energie in de Ruimte

Overbruggingsopdracht "The Martian"

De afgelopen 2 blokken hebben we voornamelijk gekeken naar wat materie is en waaruit onze wereld bestaat. Tegelijkertijd gingen we dieper in op het concept van energie, elektriciteit en warmte.

Met een stukje herhaling van deze thema's en wat handige begrippen en formules is het nu aan jullie de taak om de kennis die je hebt opgedaan toe te passen bij een filmopdracht.

Tijdens in totaal 3 lessen kijken we de film "The Martian". Bij de film horen vragen die jullie kennis testen, maar vooral jullie uitdagen om verder te zoeken en verder na te denken.

De opdracht is bedoeld om het geleerde in beeld te krijgen en obstakels waar jullie tegen aan lopen te identificeren en oplossingen te vinden zodat jullie beter grip krijgen op de stof en wat je kunt verwachten.

Deze opdracht is tevens een brug naar het volgende project wat te maken heeft met het ontstaan van onze planeet en andere onderdelen van de ruimte.

Wetenschapschool

Op de site Wetenschapsschool is het goed om de volgende hoofdstukken te raadplegen voordat je de opdracht inlevert.

Hoofdstuk BASIS

Hoofdstuk ELEKTRICITEIT

Hoofdstuk WARMTE

 

Daarnaast kun je ook een blik werpen op het hoofdstuk ATOMEN

De belangrijkste begrippen die relevant zijn voor deze opdracht staan hieronder in de tabel weergegeven en kun je uitgebreider vinden in de behandelde hoofdstukken op Wetenschapschool en in de eerdere delen van deze WikiWijs:

Materie: Alles wat massa heeft en ruimte inneemt.

Moleculen: De kleinste deeltjes van een stof die nog de eigenschappen van die stof hebben.

Atomen: De kleinste deeltjes van een element die nog de chemische eigenschappen van dat element bezitten.

Fasen: De toestanden waarin materie kan voorkomen (vast, vloeibaar, gas).

Faseovergangen: De overgang van de ene fase naar de andere.

Temperatuur: Een maat voor de gemiddelde bewegingsenergie van deeltjes.

Druk: De kracht die een gas of vloeistof uitoefent op een oppervlak per eenheid van oppervlakte.

Volume: De ruimte die een voorwerp of stof inneemt.

Dichtheid: De massa per volume-eenheid van een stof.

Energie: Het vermogen om arbeid te verrichten.

Warmte: Een vorm van energie die wordt overgedragen van een voorwerp met een hogere temperatuur naar een voorwerp met een lagere temperatuur.

Warmtetransport: De overdracht van warmte via geleiding, stroming of straling.

Isolatie: Het verminderen van warmteoverdracht tussen voorwerpen.

Verbranding: Een chemische reactie waarbij een stof reageert met zuurstof onder het vrijkomen van warmte en licht.

Reactievergelijking: Een symbolische weergave van een chemische reactie.

Massa: De hoeveelheid materie in een voorwerp.

Zwaartekracht: De aantrekkingskracht tussen twee voorwerpen met massa.

Atmosfeer: De laag gassen die een hemellichaam omringt.

Zonnestelsel: Het systeem van de zon en de hemellichamen die eromheen draaien.

Straling: De uitzending en voortplanting van energie in de vorm van golven of deeltjes.

 

Filmspecifieke begrippen en formules

Hieronder vind je film specifieke begrippen kort uitgelegd en formules die je zou kunnen toepassen.

Daarnaast kan het handig zijn om deze calculator te gebruiken voor de berekeningen: https://www.omnicalculator.com

LET OP: de Omnicalculator is in het Engels en je kunt het vertalen met google, maar het blijft een lastig programma dus het is slimmer om hetgeen wat je wilt weten in te vullen in Google search en dan Omnicalculator er achter.

Voorbeeld:

Energy omnicalculator > Meerdere soorten energie opties > Energie omzetten > https://www.omnicalculator.com/conversion/energy-conversion

Density omnicalculator > https://www.omnicalculator.com/physics/density

Gravity omnicalculator > https://www.omnicalculator.com/physics/gravitational-force

 

NASA: National Aeronautics and Space Administration, de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie

Hab: Afkorting voor habitat, de leefomgeving van de astronauten op Mars

Sol: Een Marsdag, die ongeveer 24 uur en 40 minuten duurt

MAV: Mars Ascent Vehicle, het ruimtevaartuig gebruikt om van het Marsoppervlak op te stijgen

MDV: Mars Descent Vehicle, het ruimtevaartuig gebruikt om op Mars te landen

RTG: Radioisotope Thermoelectric Generator; Een elektriciteitsbron die warmte van radioactief verval omzet in elektriciteit

Radioactief verval: Radioactief verval is het proces waarbij instabiele atoomkernen spontaan veranderen in een andere kern, en daarbij straling uitzenden. Dit gebeurt omdat de kern teveel energie of een onbalans in protonen en neutronen heeft.

Elektrolyse: Het gebruik van elektriciteit om een chemische verbinding te splitsen

Botanie: De wetenschappelijke studie van planten, cruciaal voor Watney's overleving

Thermodynamica: De studie van warmte en energie, belangrijk voor het begrijpen van Watney's overlevingstechnieken

Zwaartekrachtassistentie: Een techniek waarbij de zwaartekracht van een planeet wordt gebruikt om een ruimtevaartuig te versnellen of af te remmen

Stralingsbescherming: Maatregelen om astronauten te beschermen tegen schadelijke kosmische straling

Faseovergang: De verandering van de ene toestand van materie naar de andere, zoals bij het maken van water uit hydrazine

Atmosferische druk: De druk uitgeoefend door de atmosfeer van een planeet

Zonne-energie: Energie opgewekt uit zonlicht, cruciaal voor Watney's energievoorziening op Mars

Hydrazine: Een brandbare vloeistof gebruikt als raketbrandstof, door Watney gebruikt om water te maken (N2H2)

 

Formules

Grootheid/meting   Formule   Definities van grootheden
Dichtheid   ρ = m / V   (ρ = dichtheid, m = massa, V = volume)
Druk   P = F / A   (P = druk, F = kracht, A = oppervlakte)
Energie

  E = P x t

  E = m x c²

  (E = energie, P = vermogen, t = tijd)

  (m = massa, c = lichtsnelheid)
Warmte   Q = m x c x ΔT   (Q = warmte, m = massa, c = soortelijke warmte, ΔT = temperatuurverandering)
Zwaartekracht        F = G x (m1 x m2) / r²          (F = zwaartekracht, G = gravitatieconstante, m1 en m2 = massa's, r = afstand)
Calorieberekening Totale benodigde calorieën = Dagen x Calorieën per dag
Extra benodigde calorieën = Totale benodigde calorieën - Beschikbare calorieën
Dagelijks te produceren calorieën = Extra benodigde calorieën / Resterende dagen		  

 

  • Het arrangement NaSk JDC is gemaakt met Wikiwijs van Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt, maakt en deelt.

    Auteur
    John Dewey College
    Laatst gewijzigd
    2025-10-21 16:38:10
    Licentie

    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.

    Meer informatie over de CC Naamsvermelding 4.0 Internationale licentie.

    Aanvullende informatie over dit lesmateriaal

    Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:

    Toelichting
    Overzicht van de basiskennis binnen Natuur en Scheikunde waarin materie en het uitvoeren van wetenschappelijk onderzoek centraal staan
    Leerniveau
    VWO 2; HAVO 2;
    Leerinhoud en doelen
    Energie; Materie; Mens en natuur; Natuurkunde;
    Eindgebruiker
    leerling/student
    Moeilijkheidsgraad
    gemiddeld

  • Downloaden

    Het volledige arrangement is in de onderstaande formaten te downloaden.

    Metadata

    LTI

    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

    Oefeningen en toetsen

    Materie: Massa, Volume, Dichtheid

    Energietransitie Toets

    IMSCC package

    Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.

    QTI

    Oefeningen en toetsen van dit arrangement kun je ook downloaden als QTI. Dit bestaat uit een ZIP bestand dat alle informatie bevat over de specifieke oefening of toets; volgorde van de vragen, afbeeldingen, te behalen punten, etc. Omgevingen met een QTI player kunnen QTI afspelen.

    Versie 2.1 (NL)

    Versie 3.0 bèta

    Voor developers

    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.

  • Gebruik
    Weergave
  • Wikiwijs is een dienst van