Titelpagina - sensor.prd.vo.malmberg.nlsensor.prd.vo.malmberg.nl/uploads/manual/document/...… · Web viewVMBO-KGT. docentenhandleiding ... is een methode voor nask en techniek

DOCENTENHANDLEIDING

SENSORNATUUR-, SCHEIKUNDE EN TECHNIEK VOOR DE ONDERBOUWVMBO-KGT LEERJAAR 2

AUTEUR:

FONS ALKEMADE

MET MEDEWERKING VAN:

PETER COX

WIM VAN DEN MUNCKHOF

TWEEDE DRUKMalmberg 's-Hertogenboschwww.sensor-malmberg.nl

DOCENTENHANDLEIDING LEERJAAR 2 VMBO-KGT

Inhoudsopgave

1 Lesgeven in nask/ techniek met Sensor 3

1.1 De methode in hoofdlijnen...............................31.1.1 Onderdelen......................................................31.1.2 De leerstof........................................................31.1.3 De contexten....................................................31.1.4 Opdrachtenboek: werkstukken, proeven en theorievragen 41.1.5 Additioneel lesmateriaal: extra stof, plusopdrachten, computerlessen en herhaalopdrachten 51.1.6 Toetsen: adviestoetsen en eindtoetsen...........51.1.7 Deel 2 in schema.............................................61.2 Practicum.........................................................71.2.1 Doelen..............................................................71.2.2 Organisatie.......................................................71.2.3 Instructies en vragen........................................81.2.4 Verslagen maken.............................................81.2.5 Open onderzoek..............................................81.3 De digitale onderdelen van Sensor..................91.3.1 De methodesite................................................91.3.2 Leerlingenmateriaal in het ePack.....................91.3.3 Docentenmateriaal in het ePack....................101.4 Planning.........................................................11

2 Sensor hoofdstuk voor hoofdstuk 12

2.1 Hoofdstuk 1 – De waterzuivering...................122.1.1 Uitgangspunten en schema...........................122.1.2 Leerdoelen.....................................................132.1.3 Per paragraaf.................................................142.1.4 Antwoorden bij werkstukken en proeven.......162.2 Hoofdstuk 2 – De auto...................................222.2.1 Uitgangspunten en schema...........................222.2.2 Leerdoelen.....................................................222.2.3 Per paragraaf.................................................232.2.4 Antwoorden bij werkstukken en proeven.......252.3 Hoofdstuk 3 – De digitale camera..................282.3.1 Uitgangspunten en schema...........................282.3.2 Leerdoelen.....................................................282.3.3 Per paragraaf.................................................292.3.4 Antwoorden bij werkstukken en proeven.......312.4 Hoofdstuk 4 – Elektriciteit en veiligheid..........362.4.1 Uitgangspunten en schema...........................362.4.2 Leerdoelen.....................................................372.4.3 Per paragraaf.................................................372.4.4 Antwoorden bij werkstukken en proeven.......392.5 Hoofdstuk 5 – De onderzeeboot....................422.5.1 Uitgangspunten en schema...........................422.5.2 Leerdoelen.....................................................422.5.3 Per paragraaf.................................................432.5.4 Antwoorden bij werkstukken en proeven.......452.6 Hoofdstuk 6 – Het auto-ongeluk.....................482.6.1 Uitgangspunten en schema...........................482.6.2 Leerdoelen.....................................................482.6.3 Per paragraaf.................................................492.6.4 Antwoorden bij werkstukken en proeven.......512.7 Hoofdstuk 7 – De frisdrankenautomaat..........54

2


2.7.1 Uitgangspunten en schema...........................542.7.2 Leerdoelen.....................................................552.7.3 Per paragraaf.................................................552.7.4 Antwoorden bij werkstukken en proeven.......57

3 Materiaallijsten voor werkstukken en proeven62

3.1 Materialen voor de proeven (Eurofysica).......623.2 Materialen voor de werkstukken (Opitec)###.70

1 Lesgeven in nask/techniek met Sensor

Sensor is een methode voor nask en techniek in klas 1 en 2. De tweede druk is op een flink aantal punten aangepast ten opzichte van de eerste druk. De basis van Sensor is echter dezelfde gebleven: leerlingen laten kennismaken met natuurkunde, scheikunde en techniek op een aansprekende manier, met een behoorlijk aantal praktische opdrachten en met voldoende mogelijkheid tot differentiatie.In het eerste deel van deze docentenhandleiding krijgt u inzicht in alle onderdelen, de opbouw en de doelstellingen van Sensor en over enkele meer algemene zaken die betrekking hebben op het lesgeven in nask/techniek. In het tweede deel krijgt u informatie en tips per hoofdstuk voor de delen 2A en 2B. In het derde deel vindt u de materialen die nodig zijn voor de werkstukken en proeven.

1.1 De methode in hoofdlijnen

Waarschijnlijk heeft u al gewerkt met de delen 1A en 1B van Sensor. In dat geval kunt u paragraaf 1.1.1 t/m 1.1.6 overslaan.Wie voor het eerst met Sensor werkt zal wellicht een leidraad nodig hebben om te weten welke onderdelen de methode kent en hoe die het beste ingezet kunnen worden. Behalve het handboek en het opdrachtenboek ('werkboek') is er nog veel meer. Door deze handleiding krijgt u inzicht in de onderdelen, zowel in de boeken als de ICT, en in het grotere verband waarin zij staan.

1.1.1 Onderdelen

De methode Sensor kent vier delen: deel 1A en 1B voor klas 1 en deel 2A en 2B voor klas 2. Elk deel A bestaat uit drie en elk deel B uit vier hoofdstukken. Alle hoofdstukken worden afgesloten met een samenvatting. Voor alle vier de delen is er een handboek en een opdrachtenboek. Als u de ePack (de website) gebruikt, hebt u de beschikking over digitaal les- en toetsmateriaal voor leerlingen en docenten (zie

3


ook paragraaf 1.3). Per leerjaar is er een docentenhandleiding en een uitwerkingenboek.In het handboek staat alle theorie. In het opdrachtenboek staan werkstukken, proeven (zie ook paragraaf 1.2), theorievragen en soms open onderzoeksopdrachten (zie ook paragraaf 1.2.5). De theorievragen kunnen nagekeken worden met het uitwerkingenboek. In de docentenhandleiding staan antwoorden bij de vragen die bij de werkstukken en proeven zijn opgenomen (voor zover het niet om antwoorden gaat die de leerling uitsluitend op basis van zijn eigen resultaten kan beantwoorden).De docent heeft met het ePack bij elk hoofdstuk de beschikking over onder andere een eindtoets en het Digiboek.De leerlingen vinden in het ePack onder andere computerlessen, herhaalopdrachten en plusopdrachten. Zij kunnen daar ook instructies vinden over belangrijke (basis)vaardigheden zoals een verslag schrijven en grafieken maken (zie paragraaf 1.3.2).Met het leerlingmanagementsysteem van het ePack kunt u volgen welke ICT-onderdelen uw leerlingen gedaan hebben en hoe zij hebben gescoord.

1.1.2 De leerstof

In de vier delen van Sensor wordt natuurkunde, scheikunde en techniek geïntegreerd aangeboden. In ieder hoofdstuk is in ieder geval aandacht voor techniek en natuurkunde. Daar waar dat van toepassing is, besteedt de methode ook aandacht aan scheikunde. Vrijwel elk hoofdstuk gaat uit van een concreet apparaat, een concrete installatie of een bekend fenomeen. Concreet en bekend hebben hier betrekking op de leefwereld van de leerling.Aangezien techniek over het algemeen geen vervolg kent in klas 3 en hoger, is ernaar gestreefd alle kerndoelen van techniek aan de orde te laten komen.

De nask-stof van Sensor komt vrijwel geheel overeen met de stof van deel 1-2 van de methode Nova. Sensor sluit dan ook goed aan bij Nova voor klas 3.In het ePack zijn voor sommige onderdelen van de stof alternatieve lessen/lesvormen opgenomen (zie paragraaf 1.3.3). Een docent kan naar aanleiding van de suggesties die hierin zijn opgenomen besluiten een nieuw onderwerp op een andere manier bij de leerlingen te introduceren dan het handboek dit doet. Bovendien bevat deze handleiding enkele alternatieve lessen. Deze lessen vervangen deels de stof van een paragraaf van een hoofdstuk. Per leerjaar zijn er vier alternatieve lessen ontwikkeld: twee voor het A-deel en twee voor het B-deel.

1.1.3 De contexten

Zoals gezegd wordt in Sensor de leerstof zo veel mogelijk gekoppeld aan een concreet apparaat, een concrete installatie of een bekend fenomeen. Hierdoor wordt bereikt dat de leerling de opgedane kennis altijd weet te koppelen aan een situatie uit het dagelijks leven.De gekozen context geldt voor het gehele hoofdstuk. Concreet betekent het dat de leerling te maken krijgt met dertien contexten (hoofdstuk 1 van deel 1A is een meer algemeen hoofdstuk). De context wordt geïntroduceerd op de titelpagina van ieder hoofdstuk via een inleidende tekst en een aansprekende foto. Foto en tekst zijn een goede aanleiding om bij die context stil te staan en relevante voorkennis te activeren.Elk hoofdstuk begint met een startopdracht. Deze zijn zonder veel hulpmiddelen en binnen een redelijke tijd in de klas uit te voeren en bieden een goede inleiding in een van de onderwerpen in het hoofdstuk. Ook naar aanleiding van de startopdrachten kunt u de context inleiden en voorkennis activeren.In de vier paragrafen van elk hoofdstuk wordt de context niet tot in alle details behandeld. De leerlingen moeten leren zelf verbanden te leggen tussen de leerstof en de wereld om hen heen. De tekst van de paragrafen zet de leerling daarom wel op het goede spoor, maar kauwt niet alles voor. Door de opgaven, de werkstukken en de proeven leren de leerlingen zelf verbanden te leggen.De extra stof (aan het einde van iedere paragraaf) geeft vaak informatie die net iets uitstijgt boven de context en gaat over een onderwerp dat logisch verband houdt met het onderwerp van de paragraaf. Deze stukjes ‘Extra’ zijn met name bedoeld voor de snellere leerling (zie ook paragraaf 1.1.5).

1.1.4 Opdrachtenboek: werkstukken, proeven en theorievragen

In het handboek vindt u aan het einde van elke paragraaf en van elke Extra verwijzingen naar de bijbehorende werkstukken, proeven en theorievragen. Deze staan allemaal in het opdrachtenboek.Belangrijk om te weten is dat er in het opdrachtenboek niet geschreven dient te worden; het is immers geen werkboek. Maak dit ook duidelijk aan uw leerlingen.Afhankelijk van het aantal uren dat op uw school voor het combivak op het rooster wordt gezet, zult u alle opdrachten uit het opdrachtenboek of slechts een selectie daaruit kunnen laten uitvoeren. De consequentie van een niet overal gelijk aantal uren is dat voor een goed begrip van de leerstof uit het handboek, het uitvoeren van alle opdrachten uit het opdrachtenboek niet noodzakelijk mag zijn. Ook is het voor het met goed begrip kunnen uitvoeren van proeven vrijwel

4


nergens noodzakelijk dat eerdere proeven gedaan zijn. In de ePack vindt u namelijk een aantal (basis)vaardigheden uitgewerkt waarnaar u een leerling altijd kunt verwijzen als zo’n vaardigheid bij een bepaalde proef nodig is. De uitleg staat op zogenaamde vaardigheidskaarten. Denk in dit verband bijvoorbeeld aan het maken van diagrammen, het aflezen van meters maar ook techniekvaardigheden als solderen. Een overzicht vindt u in paragraaf 1.3.2.Bij sommige werkstukken, proeven en theorievragen zijn zogenaamde knipbladen nodig. Het kan dan bijvoorbeeld gaan om een tekening van een stoel waarin leerlingen de aanwezige krachten met een kleurtje moeten aangeven. Deze knipbladen zijn te vinden in het ePack, vanwaar u ze kunt printen en kopiëren.

WerkstukkenBij elk hoofdstuk zijn twee werkstukken opgenomen. Zij nemen over het algemeen meerdere lesuren in beslag.Er is gestreefd naar twee verschillende soorten werkstukken: één werkstuk waarbij (vrijwel) alle handelingen zijn voorgeschreven en het eindproduct vastligt en één werkstuk waarbij de leerling ook zijn eigen creativiteit kan inbrengen.De kosten die de werkstukken met zich meebrengen zijn, voor zover mogelijk, aangegeven in hoofdstuk 3 van deze docentenhandleiding. In hoofdstuk 2 vindt u ook antwoorden op de vragen die soms in het opdrachtenboek aan de leerlingen gesteld worden als zij hun werkstuk voltooid hebben (voor zover er in het algemeen iets over deze antwoorden gezegd kan worden).Op de vaardigheidskaarten (zie paragraaf 1.3.2) worden vele vaardigheden uitgelegd die nodig zijn bij het maken van werkstukken.

ProevenPer hoofdstuk zijn ongeveer tien proeven (practica) opgenomen. De proeven zijn over het algemeen 'kookboekpractica' en de leerlingen kunnen er in principe zelfstandig doorheen gaan.Een deel van de proeven zal niet gemakkelijk door de leerlingen zelf uitgevoerd kunnen worden en deze worden aangeduid als demonstratieproeven. Demonstratieproeven zijn proeven die de docent uitvoert, terwijl de klas toekijkt. Tijdens demonstratieproeven moet de leerling de waarnemingen zelf noteren en een aantal vragen beantwoorden over de proef. Hiermee wordt passief kijken tegengegaan. Er is alleen voor dit soort proeven gekozen als het echt niet mogelijk is om de proef door de leerling zelf te laten doen (te gevaarlijk, te kwetsbare apparatuur, slechts één opstelling aanwezig enzovoort).Sommige proeven zijn meer open en worden dan ook aangeduid met 'open onderzoek'. De leerlingen worden hier, zeker in klas 1, nog wel een flink eind op

gang geholpen maar zij moeten veel meer zelf nadenken over het onderzoek dan bij de proeven.Meer over het practicum en over open onderzoek vindt u in paragraaf 1.2. In hoofdstuk 2 van deze docentenhandleiding vindt u per hoofdstuk antwoorden op de vragen die in de proeven aan de leerlingen worden gesteld (alleen vragen waarbij het antwoord niet volledig afhangt van de gevonden resultaten).Het gebruik van diverse meetinstrumenten wordt uitgelegd op vaardigheidskaarten (zie paragraaf 1.3.2).In de eerste druk werd nog her en der een proef opgenomen waarin gebruik kon worden gemaakt van Coach, maar voor klas 1 en 2 leek ons het gebruik van computermetingen nog niet nodig.

TheorievragenDe theorievragen zijn leerstofvragen of toepassingsvragen. Er is geen onderscheid gemaakt tussen deze twee soorten vragen omdat vrij vaak het onderdeel a van een vraag nog leerstof is en onderdeel c van diezelfde vraag een toepassing betreft.Het aantal theorievragen bij de paragrafen varieert van 5 tot 15 en bij de Extra's ligt het altijd rond de 3. Het aantal theorievragen, dat wordt aangegeven in het schema van elk hoofdstuk in deel 2 van deze docentenhandleiding, zegt zeker niet altijd iets over de zwaarte van de paragraaf. Soms zijn er bijvoorbeeld relatief weinig vragen, maar bestaan ze wel allemaal uit vrij veel onderdelen of moet de leerling vrij uitgebreid tekenen of rekenen.De antwoorden bij de theorievragen staan in het uitwerkingenboek.

LocatiesHet spreekt voor zich dat de werkstukken het beste in het technieklokaal gemaakt kunnen worden en dat de proeven het beste in het natuurkundelokaal kunnen worden gedaan (af en toe kan het scheikundelokaal een handige plek zijn, bijvoorbeeld als er met de brander wordt gewerkt).Bij de planning zult u met uw collega’s om de tafel moeten gaan zitten om de op uw school aanwezige lokalen zo effectief mogelijk te benutten. Ook is het zinvol om te bekijken of in bijvoorbeeld een klassieke natuurkunde/scheikunde-vleugel een kleine werkplaats ingericht kan worden, waardoor veel van de werkstukken toch in die vleugel gemaakt kunnen worden.Mocht op uw school een discussie lopen over het inrichten van een bèta-vleugel, streef dan naar een multifunctionele ruimte voor het combinatievak natuurkunde-scheikunde-techniek.

VeiligheidBij het werken aan werkstukken in het technieklokaal en het doen van proeven in het natuurkunde- of scheikundelokaal moeten de leerlingen, en natuurlijk

5


ook de docent, voldoende op de hoogte zijn van regels rond veilig werken.Nuttige regels over veiligheid zijn te vinden op bijv. www.arbo-vo.nl en digischool.kennisnet.nl/community_tk/arbo-veiligheid/veiligheid.

1.1.5 Additioneel lesmateriaal: extra stof, plusopdrachten, computerlessen en herhaalopdrachten

Alle leerlingen zullen in elk geval per hoofdstuk de vier paragrafen en een deel van de bijbehorende opdrachten (werkstukken, proeven, theorievragen) doorwerken. Maar tijdens of na afloop hiervan bestaat de mogelijkheid om de leerlingen ofwel iets extra's te laten doen (extra stof en plusopdrachten) ofwel om ze extra te laten oefenen met reeds behandelde stof (herhaalopdrachten). Bij twee paragrafen van elk hoofdstuk zijn computerlessen beschikbaar die bedoeld zijn voor alle leerlingen.

Aan het einde van iedere paragraaf staat in het handboek een stukje ‘extra stof’. In deze stof staat informatie die net iets uitstijgt boven de context. De extra stof is met name bedoeld voor de snelle leerling. In het opdrachtenboek staat altijd een aantal theorievragen over de extra stof en soms ook een of meer proeven die ermee verband houden.Of u deze stof opgeeft als leerstof voor een proefwerk, is aan u. Omdat met name de extra stof direct gekoppeld is aan de context, is dat voor de leerling geen ‘aparte’ leerstof. Hij zal het vaak als logisch ervaren dat hij dat stukje ‘erbij’ moet leren.

De plusopdrachten zijn te vinden in het ePack (zie paragraaf 1.3.2). Plusopdrachten zijn bedoeld voor de betere leerling. Het niveau hiervan is hoger dan dat van de basisstof en extra stof. De plusopdrachten gaan over onderwerpen die niet of slechts zijdelings in de basisstof zijn behandeld en ze vragen iets meer inzet van de leerling. Meestal zitten er twee plusopdrachten bij een hoofdstuk, behorend bij één of twee paragrafen.

De leerlingen die na het doorwerken van de basisstof nog extra oefening nodig hebben, kunnen de herhaalopdrachten doen. Meestal zitten er twee herhaalopdrachten bij een hoofdstuk, behorend bij één of twee paragrafen. Met name bij de rekenonderdelen zijn herhaalopdrachten ontwikkeld.Eventueel kunnen ook de computerlessen hiervoor worden ingezet. Deze bieden (een gedeelte van) de stof op een andere manier aan.De computerlessen, de plusopdrachten en de herhaalopdrachten zijn voor leerlingen en docenten te vinden in het ePack (zie paragraaf 1.3.2).

1.1.6 Toetsen: adviestoetsen en eindtoetsen

Op het leerlingendeel van het ePack is een adviestoets te vinden waarmee leerlingen zelf hun kennis van de stof van een hoofdstuk kunnen testen (zie paragraaf 1.3.2).Op het docentendeel van het ePack staan per hoofdstuk twee eindtoetsen die de docent kan gebruiken om de leerlingen te toetsen (zie paragraaf 1.3.3).

1.1.7 Deel 2 in schema

deel 2Ahoofdstuk 1De waterzuivering

hoofdstuk 2De auto

hoofdstuk 3De digitale camera

paragraaf 1 Water Motoren voor auto’s Licht

paragraaf 1 Extra Oplosbaarheid en temperatuur

Stoommotoren Scherpe en onscherpe schaduw

paragraaf 2 Scheidingsmethoden Beweging van auto’s Lenzen

paragraaf 2 Extra Extraheren Navigatiesystemen voor auto's

Soorten lenzen

paragraaf 3 Drinkwaterzuivering Krachten op auto’s Kleur

paragraaf 3 Extra Hard en zacht water De windtunnel Zichtbaar en onzichtbaar licht

paragraaf 4 Rioolwaterzuivering Zuinig en schoon vervoer Digitaal fotograferen

paragraaf 4 Extra Het stankslot Rijden op waterstof Beelden opslaan

6


deel 2Bhoofdstuk 4Elektriciteit en veiligheid

hoofdstuk 5De onderzeeboot

hoofdstuk 6Het auto-ongeluk

hoofdstuk 7De frisdrankenautomaat

paragraaf 1 Weerstand De onderzeeboot Remmen Denken in systemen

paragraaf 1 Extra Gelijkspanning en wisselspanning

Het reddingsvest De remmentest Eén systeem voor verschillende doelen

paragraaf 2 Elektrische energie Dichtheid Krachten vergroten Soorten systemen

paragraaf 2 Extra De adapter De dichtheid van mengsels

Hydraulische apparaten

De stortbak in een toilet

paragraaf 3 Weerstanden gebruiken

Druk Autowrakken verwerken

Van systeem naar apparaat

paragraaf 3 Extra Weerstanden in een parallelschakeling

Kracht uit lucht Auto’s die geen afval opleveren

Je lichaam als systeem

paragraaf 4 Doe het zelf Varen onder water Veiligheidsvoorzieningen in auto’s

Logische poorten

paragraaf 4 Extra Je lichaam en elektriciteit

Ventielen Nachtzichtsystemen Een diefstalbeveiliging

7


1.2 Practicum

Bij elk hoofdstuk van Sensor hoort een aantal leerlingproeven. Die zijn steeds geplaatst onder Proeven in het opdrachtenboek, na de werkstukken. Aan het einde van elke paragraaf in het handboek wordt steeds aangegeven welke proeven bij die paragraaf horen.

1.2.1 Doelen

De proeven in Sensor hebben drie functies:a de leerlingen leren werken met instrumenten en

apparatuur;b de leerlingen ondersteunen bij de

begripsontwikkeling;c de leerlingen laten kennismaken met het doen van

(wetenschappelijk) onderzoek.In hoofdstuk 2 van deze handleiding (Hoofdstuk voor hoofdstuk) vindt u een overzicht van alle proeven, met daarbij tips voor de docent en antwoorden op de vragen die de leerlingen moeten beantwoorden naar aanleiding van de proeven (en van sommige werkstukken).

Elke proef is als volgt opgebouwd:

– Inleiding Een korte introductie op het onderwerp van de proef.

– Onderzoeksvraag Een of meer concrete onderzoeksvragen.

– Wat heb je nodig? Een lijst met benodigde materialen, gereedschappen, meetinstrumenten etc.

– Wat moet je doen? Een stapsgewijze instructie voor het uitvoeren van de proef en het noteren van waarnemingen.

– Wat neem je waar? Vragen en invultabellen die te maken hebben met de waarnemingen tijdens de proef en met de verwerking van de metingen.

– Wat is je conclusie? Meestal wordt hier gevraagd naar een antwoord op de onderzoeksvraag of -vragen; soms worden extra vragen gesteld (bijvoorbeeld om de leerling de goede kant op te sturen).

We hebben geprobeerd om elke proef te richten op één concrete, duidelijk omschreven doelstelling. Bij elke proef wordt die doelstelling expliciet verwoord via de onderzoeksvraag of -vragen. Dat maakt het gemakkelijker om de koppeling met de leerstof te maken.We adviseren om elke proef zorgvuldig in te leiden en na te bespreken. Dat voorkomt dat proeven los komen te staan van het lesgebeuren en een te laag leerrendement hebben.

De tijd die voor het uitvoeren van een proef nodig is, varieert van proef tot proef. Voor de meeste proeven in deel 2 is 20 à 30 minuten voldoende. Bij elke proef is een tijdsindicatie gegeven in het opdrachtenboek.

1.2.2 Organisatie

Voor het slagen van een proef is een goede organisatie een eerste vereiste.Het handboek van Sensor is opgezet volgens de volgende volgorde:

theorie → werkstuk en proeven → theorievragen

U kunt er natuurlijk voor kiezen om eerst aan de hand van een of meer proeven de theorie in te leiden en uit te leggen.

Bij het doen van proeven stellen wij de volgende stappen voor:

1 InleidingDe docent vertelt kort:a Wat het doel is van de proef en welke relatie er

met de leerstof bestaat.b Eventueel: hoe de leerlingen bepaalde belangrijke

handelingen moeten uitvoeren (bijvoorbeeld hoe ze een maatcilinder moeten aflezen).

c Waar de leerlingen het practicummateriaal kunnen vinden en waar ze dat materiaal na afloop weer moeten opbergen.

d Waar en hoe ze hun metingen en antwoorden moeten noteren (niet in het opdrachtenboek zelf!).

2 Proeven uitvoerenIedere proef start met een onderzoeksvraag en wordt afgesloten met een conclusie, zodat het de leerling steeds duidelijk is waarom hij de proef uitvoert en wat hij er uiteindelijk van geleerd heeft.De leerlingen voeren (bij voorkeur in groepen van twee) de proeven uit en beantwoorden de bijbehorende vragen. Ze doen dat als regel zelfstandig, met weinig of geen begeleiding.Na afloop van de proef bergen ze het practicummateriaal weer op. Al klinkt het misschien wat betuttelend: elke proef sluit af met de zin 'Ruim alles weer netjes op!'.

3 AfsluitingDe docent bespreekt met de leerlingen wat de resultaten zijn (voor zover ze die al uitgewerkt hebben) en controleert of ze de juiste conclusie hebben getrokken. Daarna beginnen de leerlingen met de theorievragen. Wat ze niet af krijgen, is huiswerk voor de volgende les. Deze wijze van werken maakt het mogelijk om tempoverschillen tussen de leerlingen zonder veel problemen op te vangen.

8


1.2.3 Instructies en vragen

De tekst van de proeven bestaat uit instructies (Wat moet je doen?) en vragen. De instructies geven aan welke handelingen de leerlingen tijdens de proef moeten uitvoeren. De instructies zijn zodanig geformuleerd dat de meeste leerlingen geen hulp nodig hebben. Het is niet nodig de leerlingen voortdurend te assisteren. Bij veel proeven zult u dus min of meer de handen vrij hebben. Er is daardoor tijd om met de leerlingen in gesprek te gaan, en ze aan het denken (reflecteren) te zetten. We adviseren om de leerlingen regelmatig te vragen ‘waar het nu eigenlijk om gaat’. U zou daarvoor enkele gerichte vragen achter de hand kunnen houden. Dat voorkomt dat de leerlingen braaf doen wat er staat, zonder er veel van op te steken.De (genummerde) vragen onder Wat neem je waar? geven aan, waar de leerlingen tijdens de proef op moeten letten. Zo veel mogelijk wordt leerlingen gevraagd hun metingen in een tabel te noteren. Deze tabel moeten ze over het algemeen eerst zelf overnemen in hun schrift. Daardoor leren ze data overzichtelijk weer te geven. Soms moeten ze berekeningen uitvoeren met hun meetwaarden of een grafiek tekenen.Het is niet per se nodig om in de nabespreking alle antwoorden na te lopen. Vaak is het voldoende dat u samen met de klas nagaat of het doel van de proef is bereikt en of iedereen de juiste conclusies heeft getrokken.

1.2.4 Verslagen maken

Een verslag maken van de proeven wordt alleen gevraagd bij de open onderzoeken. Daar is het maken van een goed verslag essentieel. De voorwaarden waaraan zo’n verslag moet voldoen staat beschreven op een van de vaardigheidskaarten.Het is natuurlijk ook mogelijk dat u de leerlingen van een door u bepaalde, of door hen zelf te kiezen, proef een uitgebreid verslag laat maken zodat zij hiermee ervaring opdoen.Sommige docenten laten hun leerlingen een apart schrift gebruiken voor practica. Dit schrift kan eventueel meerdere jaren lang gebruikt worden.

1.2.5 Open onderzoek

Veel proeven in Sensor schrijven precies voor wat de leerlingen moeten doen; het zijn echte ‘kookboekpractica’. De methode biedt echter ook soms de mogelijkheid om de leerlingen zelf een onderzoek te laten doen. U kunt uiteraard ook zelf onderwerpen voor open onderzoek inbrengen.

Zo’n open onderzoek is veel minder voorgestructureerd dan de ‘gewone’ proeven in het opdrachtenboek.Het gaat er bij een open onderzoek niet om de leerlingen bepaalde vakkennis bij te brengen; daarvoor zijn andere manieren van lesgeven meer geschikt. Open onderzoek richt zich vooral op algemene vaardigheidsdoelen zoals het leren van onderzoeksvaardigheden, zelfstandig leren werken en leren samenwerken.Bij de beoordeling van open onderzoek kunt u kijken naar de inhoud van het onderzoek (het product) en de manier waarop het onderzoek is verlopen (het proces). Bij de beoordeling van het product zijn validiteit en betrouwbaarheid belangrijke criteria. Een onderzoek is valide (geldig) als er ook echt een antwoord is gegeven op de onderzoeksvraag. Een onderzoek is betrouwbaar als de metingen herhaalbaar zijn.In open onderzoek komen leerlingen met eigen begrippen en eigen methoden. De validiteit en betrouwbaarheid daarvan staan niet bij voorbaat vast. De vraag is gerechtvaardigd of de leerlingen wel echt te weten zijn gekomen wat ze wilden weten. Een van de doelen van open onderzoek is de leerlingen te leren om over die vraag na te denken.

Bij validiteit en betrouwbaarheid gaat het om vragen als:• Is de onderzoeksvraag duidelijk?• Zijn alle te meten grootheden gedefinieerd?• Zijn de juiste instrumenten gekozen?• Is de juiste opstelling gebruikt?• Is er een eerlijk onderzoek gedaan (werden

relevante variabelen onder controle gehouden)?• Zijn de metingen herhaalbaar?• Zijn de meetresultaten nauwkeurig genoeg?• Is de grafiek correct getekend?• Is er inderdaad een conclusie? (soms wordt een

waarneming als conclusie gezien!)• Volgt de conclusie inderdaad uit de

waarnemingen?• Past de conclusie bij de onderzoeksvraag?

Bij de beoordeling van het proces gaat het om heel andere vragen:• Is er goed samengewerkt?• Hoe verliep de organisatie?• Hoe verliep de communicatie?• Hoe zelfstandig is er gewerkt?

Zoals u ziet, moeten er nogal wat vragen beantwoord worden. Het is verstandig er goed over na te denken hoe u de beoordeling wilt aanpakken. Een paar tips:1 Bepaal van tevoren waarop u wilt letten bij de

beoordeling en hoe zwaar de verschillende onderdelen meewegen. Deel dit van tevoren mee aan de leerlingen.

2 Bepaal een cijfer dat te verdedigen is, zonder te pretenderen 100% objectief te zijn. Geef halve of

9


hele punten, nooit tienden van punten. Dat is nooit te verdedigen en roept alleen maar vragen op.

Validiteit en betrouwbaarheid kunnen beoordeeld worden aan de hand van het verslag. Voor een oordeel over het proces zult u zich een beeld moeten vormen van de manier waarop elke groep heeft gewerkt. De les(sen) waarin de experimenten wordt (worden) uitgevoerd, bieden daarvoor de beste gelegenheid. Het is vaak handig na afloop van de les enkele aantekeningen over elk groepje te maken.

1.3 De digitale onderdelen van Sensor

Als uw school naast de handboeken en opdrachtenboeken gekozen heeft voor het aanschaffen van het ePack van Sensor, dan neemt het aantal mogelijkheden voor oefening en toetsing flink toe.

1.3.1 De methodesite

Op het openbare deel van de methodesite vindt u onder andere informatie over de methode Sensor en kunt u zich aanmelden voor de nieuwsbrief. Interessant is ook de demo van het ePack waarmee u snel een goede indruk krijgt van alle mogelijkheden. Malmberg biedt ook trainingen aan waarmee u snel en vaardig met het ePack kunt leren omgaan.

Het beveiligde deel van de site is alleen bedoeld voor gebruikers van de methode. Op deze wijze kunnen wij waardevolle content op de afgesloten delen plaatsen en zijn auteursrechten goed beschermd.Het ePack bevat verder een leerlingendeel en een docentendeel. Uiteraard kunnen leerlingen niet in het docentendeel komen; docenten kunnen wel in het leerlingendeel komen.Het ePack-leerlingendeel wordt aangeboden per niveau, voor leerjaar 1 en 2 samen. Het ePack-docentendeel geeft toegang tot beide leerjaren op alle niveaus.

De inlogprocedure en informatie over de geldigheidsduur van de licenties is te vinden in de instructie bij uw licentie. U hebt na het inloggen toegang tot alle materialen op de methodesite.

Uitgebreide informatie over de mogelijkheden die de methodesite biedt en bijbehorende werkinstructies vindt u in de Docentenhandleiding voor de e-methodes die u als apart document kunt downloaden. Deze handleiding is beschikbaar op het docentendeel van het ePack.

1.3.2 Leerlingenmateriaal in het ePack

In het ePack vindt de leerling aanvullend en ondersteunend leermateriaal. Het ePack helpt de leerlingen zo om de leerstof zelfstandig door te werken, op school of thuis.De basis voor het ePack is de leerroute waarin de leerlingen worden gestuurd om de stof in de juiste volgorde door te werken. Leerlingen krijgen ook additionele leermaterialen aangeboden die aansluiten bij de mate waarin zij de stof beheersen.Voor meer informatie over de leerroutes kunt u de eerder genoemde Docentenhandleiding voor de e-methodes raadplegen.

Hieronder vindt u een overzicht van het leermateriaal dat te vinden is op het leerlingen-ePack.

ComputerlessenEen deel van de leerdoelen in de Sensor-boeken wordt digitaal aangeboden in de vorm van computerlessen. De computerlessen bestaan uit presentaties en interactieve oefenstof. De leerlingen bekijken video-opnames en animaties en maken daar opdrachten over. Zo kunnen ze grote delen van de leerstof zelfstandig doorwerken, op school of thuis. De computerlessen kunnen – als extra ondersteuning – ook helpen bij het begrijpen van de stof.Als er een computerles aanwezig is bij de stof van een paragraaf, dan staat dat in het handboek aangegeven met een icoontje in de vorm van een desktopcomputer.Bij elk hoofdstuk zitten twee computerlessen.

AdviestoetsenDit zijn diagnostische toetsen waarmee leerlingen, en hun docenten, kunnen onderzoeken hoe goed ze de stof van een hoofdstuk beheersen.Per paragraaf zijn circa vijf vragen opgenomen, die allemaal digitaal op de site gemaakt worden. Er is naar gestreefd variatie aan te brengen in de vorm van de vragen: meerkeuzevragen, waar-onwaar-vragen, termen met elkaar verbinden, etc.Na het maken van de adviestoets krijgt de leerling een vervolgroute aangeboden. Op basis van de behaalde score krijgt de leerling additioneel leermateriaal per paragraaf aangeboden, dat aansluit op de mate waarin hij of zij de stof van die paragraaf beheerst.

HerhaalopdrachtenPer hoofdstuk zijn (in principe) twee herhaalopdrachten opgenomen waarmee lastige onderdelen nog eens geoefend kunnen worden. Vaak hebben deze opdrachten betrekking op rekenwerk, al dan niet in combinatie met het gebruiken van formules. De leerlingen leren soms op een andere manier opgaven aan te pakken.

10


PlusopdrachtenPer hoofdstuk zijn twee plusopdrachten opgenomen die een uitdaging kunnen zijn voor de betere en snellere leerling. Deze opdrachten kunnen zeer divers zijn: proeven die niet zo makkelijk klassikaal uitgevoerd kunnen worden, werken met formules die eigenlijk pas na klas 2 gebruikt worden, een poster maken, enzovoort. Het zijn overigens zeker geen opdrachten die even tussendoor gedaan kunnen worden.

VaardighedenIn de loop van de jaren moet een leerling zich een aantal vaardigheden eigen maken. Denk hierbij aan het schrijven van een verslag van een proef maar ook het aflezen van een spanningsmeter. Alle relevante vaardigheden voor klas 1 en 2 zijn weergegeven op vaardigheidskaarten die in het ePack digitaal beschikbaar zijn. Uiteraard kunt u ze ook uitprinten en in de klas leggen.

De volgende vaardigheidskaarten zijn aanwezig:

NASK-vaardigheden:Werken met een branderWerken met de spanningsmeterWerken met de stroommeterWerken met de multimeterWerken met de oscilloscoopMeetinstrumenten aflezenEen grafiek tekenenOnderzoek doenWerken met formulesEen verslag schrijvenEen verslag uitwerken

TECHNIEK-vaardigheden:Een werktekening makenHet ontwerpprocesBorenDe blindklinktangDraad knippen en buigenDraad strippenLijmenPerspex buigenPlaat buigenPlaat knippenSchuren en polijstenSolderenVijlenZagen met de handZagen met de machine

KnipbladenVoor een aantal opdrachten uit het opdrachtenboek zijn knipbladen nodig. Deze vindt u in het ePack.

1.3.3 Docentenmateriaal in het ePack

De ePack-licentie geeft u toegang tot eindtoetsen bij de methode, de Digiboeken, alternatieve lessen en de materiaallijsten. Ook hebt u uiteraard toegang tot al het digitale leerlingenmateriaal.Maar u kunt nog verder gaan: u kunt ICT-lessen arrangeren en de resultaten van uw leerlingen nauwgezet volgen via het leerlingmanagementsysteem. U kunt dan precies bijhouden welke onderdelen uw leerlingen hebben afgerond.Daarnaast hebt u de mogelijkheid om eigen lesmateriaal toe te voegen. Raadpleeg voor deze mogelijkheden de Docentenhandleiding voor de e-methodes.

Hieronder vind u een overzicht van het leermateriaal dat te vinden is in het docenten-ePack.

EindtoetsenMalmberg levert u kant-en-klare eindtoetsen bij elk hoofdstuk, in twee versies: toets A en toets B. Deze toetsen zijn beschikbaar als pdf-bestand en als Word-bestand om als print in de klas te gebruiken. U kunt de toetsen in Word zelf eenvoudig aanpassen. Daarnaast zijn digitale toetsen beschikbaar in het ePack. Leerlingen maken deze toetsen digitaal. Vervolgens worden de toetsen automatisch nagekeken en van een score voorzien.

DigiboekenMet het Digiboek kunt u op een eenvoudige wijze de hand-, opdrachten- en uitwerkingenboeken op een digitaal schoolbord, of met een beamer, presenteren. In het Digiboek van de handboeken vindt u ook het verrijkte Digiboek: in deze lessen staat een aantal didactische animaties. Hiermee kunt u eenvoudig lastige begrippen verduidelijken aan uw leerlingen en blijft de organisatie van uw les gewaarborgd. Ook kunt u een groot aantal beelden uitvergroten om klassikaal te bekijken.

Alternatieve lessenVoor een aantal hoofdstukken zijn suggesties gedaan voor alternatieve manieren om onderwerpen uit de stof in de klas te introduceren. Per jaardeel worden er minimaal twee alternatieve lessen aangeboden, dus minimaal vier per leerjaar.

MateriaallijstenVoor de proeven en werkstukken hebt u verschillende materialen en gereedschappen nodig. Twee aanbieders van materialen en gereedschappen hebben per hoofdstuk een lijst gemaakt van alle benodigdheden. De lijst van Eurofysica bevat voornamelijk materialen voor de proeven; de lijst van Opitec is meer gericht op de werkstukken. Deze lijsten

11


vindt u terug op het docentendeel van het ePack, maar ook achterin deze handleiding.

1.4 Planning

We kunnen hier niet exact aangeven hoeveel tijd u voor de behandeling van elk hoofdstuk en elke paragraaf moet uittrekken. U kunt meer of minder aan practicum doen, alle opgaven laten maken of een selectie daaruit, wel of niet open onderzoek laten doen, één of twee werkstukken laten maken enzovoorts. Ook zult u met de ene klas sneller kunnen werken dan met de andere.

Om al deze redenen vindt u hieronder niet meer dan een globale tijdsplanning.

hoofdstuk benodigde volledige uren (60 min) aantal lessen bij lessen van 50 min

1 15 18

2 12 14

3 13 15

4 13 16

5 14 16

6 14 17

7 11 13

Opgegeven is het aantal uren/lessen dat nodig is voor het behandelen van de leerstof, voor het laten maken van alle werkstukken en het laten uitvoeren van alle proeven. In de gegeven aantallen lesuren is niet opgenomen de tijd die nodig is voor het afnemen van toetsen en voor het werken met additioneel lesmateriaal (waaronder de Extra's).

12


2 Sensor hoofdstuk voor hoofdstuk

In dit tweede deel van de docentenhandleiding worden alle zeven hoofdstukken van deel 2A en 2B samen in detail besproken.Als u met een nieuw hoofdstuk begint, is het natuurlijk verstandig als u vooraf in het handboek op de openingspagina van het hoofdstuk kijkt naar de onderwerpen van de paragrafen, de onderwerpen van de extra stof, de werkstukken en de proeven. De startopdracht vindt u beschreven op de pagina na de grote openingsfoto. Deze opdracht zal over het algemeen niet meer dan 15 minuten in beslag hoeven te nemen. Als u vervolgens door het hele hoofdstuk heen bladert, zult u een indruk krijgen van de hoeveelheid tekst die de leerlingen moeten verwerken en van bijv. de hoeveelheid rekenonderdelen in het hoofdstuk.

Van elk hoofdstuk zijn hieronder opgenomen:– de algemene uitgangspunten en de globale inhoud– een schema met daarin alle paragrafen, Extra's,

werkstukken, proeven en open onderzoeken– de leerdoelen– uitleg en tips bij de vier paragrafen afzonderlijk– antwoorden bij de werkstukken en proeven (voor

zover antwoorden van te voren te geven zijn)

De materialen die nodig zijn voor de werkstukken en proeven vindt u opgesomd in hoofdstuk 3.

In vrijwel elk hoofdstuk zou u af en toe een 'concept cartoon' kunnen gebruiken. Deze cartoons zijn ontworpen om leerlingen over

natuurwetenschappelijke begrippen aan het denken en praten te krijgen. Zie bijv. het boek van Stuart Naylor en Brenda Keogh: Concept Cartoons in Science Education (Millgate House Publishers; ISBN 0 9527506 2 7). U kunt ook internet raadplegen: kijk bijvoorbeeld op http://www.conceptcartoons.com/ of zoek op ‘concept cartoons’ met Google.

2.1 Hoofdstuk 1 – De waterzuivering

2.1.1 Uitgangspunten en schema

Water speelt een belangrijke rol in ons leven. We bestaan er grotendeels uit en hebben het elke dag nodig als drinken. Daarnaast gebruiken (verbruiken) we (veel) water om te koken, douchen en het toilet door te spoelen. Ook voor de productie van veel voorwerpen is water nodig. Daardoor ontstaat veel afvalwater. Voordat we dat lozen op rivieren en zeeën wordt het eerst gezuiverd.Water uit de rivieren en de grond dat we gebruiken als drinkwater wordt eerst gezuiverd voordat het bij ons uit de kraan komt. Wellicht gaan veel leerlingen nu pas beseffen dat ons schone drinkwater niet een vanzelfsprekendheid is. U kunt hierop inhaken door een gesprek te voeren over vragen als: hoe kun je zuiniger omgaan met water en hoe kun je water minder vervuilen?Door het behandelen van de diverse scheidingsmethoden is dit hoofdstuk het meest scheikundig van alle hoofdstukken van Sensor in klas 2.

Hoofdstuk 1 in schemawerkstukken proeven aantal

theorievragencomputerles

paragraaf 1Water

1 Vaste stoffen en vloeistoffen mengen

11

Extra 1Oplosbaarheid en temperatuur

2 Oplosbaarheid (open onderzoek)

3

paragraaf 2Scheidingsmethoden

1 Een ontzilter maken 3 Stoffen scheiden: bezinken en afschenken4 Stoffen scheiden: filtreren5 Stoffen scheiden: indampen6 Stoffen scheiden: destilleren7 Stoffen scheiden: adsorberen

11

Extra 2 8 Stoffen scheiden: 3

13


Extraheren extraheren

werkstukken proeven aantal theorievragen

computerles

paragraaf 3Drinkwaterzuivering

2 Een waterspuit maken 9 Een eenvoudige pomp 7 ja

Extra 3Hard en zacht water

4

paragraaf 4Rioolwaterzuivering

7 ja

Extra 4Het stankslot

3

Alternatieve les:− n.v.t.Herhaalopdrachten:− paragraaf 1: Concentratie– paragraaf 3: WaterzuiveringPlusopdrachten:− paragraaf 2: Chromatografie– paragraaf 4: Debiet

2.1.2 Leerdoelen

Paragraaf 101 Kunnen uitleggen wat de waterkringloop is.02 Kunnen uitleggen wat het verschil is tussen zoet

en zout water en hoe zoet uit zout water ontstaat.03 De termen oppervlaktewater en grondwater

kunnen omschrijven.04 De term mengsel kunnen omschrijven en het

verschil tussen homogene en heterogene mengsels kunnen uitleggen.

05 Voorbeelden van homogene en heterogene mengsel kunnen geven.

06 Kunnen uitleggen wat onder oplossing wordt verstaan en voorbeelden kunnen geven.

07 Kunnen uitleggen wat men onder concentratie verstaat

08 Eenvoudige berekeningen kunnen uitvoeren aan concentratie.

09 De term suspensie kunnen omschrijven en kenmerken ervan kunnen opnoemen.

Extra 210 De term oplosbaarheid kunnen omschrijven.11 Kunnen beschrijven hoe de oplosbaarheid van

vaste stoffen en gassen verandert als de temperatuur verandert.

12 Kunnen uitleggen wanneer een oplossing verzadigd/onverzadigd genoemd wordt.

Paragraaf 213 Definities kunnen geven van drinkwater en

waterzuivering.14 Een beschrijving kunnen geven van en de

geschiktheid beschrijven van de volgende scheidingsmethoden:a bezinken en afschenken

b zeven en filtrerenc indampend destillerene adsorberen

15 De betekenis en voorbeelden kunnen geven van de volgende termen: residu, filtraat, destillaat.

Extra 216 Een beschrijving en een voorbeeld kunnen geven

van de scheidingsmethode extraheren.17 De betekenis van extractiemiddel kunnen heven

en een voorbeeld daarvan kunnen geven.

Paragraaf 318 Kunnen uitleggen waarvan drinkwater wordt

gemaakt en aan welke eisen het globaal moet voldoen.

19 Kunnen uitleggen waarom grondwater, oppervlaktewater en zeewater niet direct geschikt zijn als drinkwater.

20 Kunnen uitleggen wat mineralen zijn en wat hun relatie met drinkwater is.

21 Kunnen uitleggen wat bronwater is.22 Kunnen beschrijven hoe drinkwater wordt

gemaakt uit grondwater (inclusief de drie stappen bij een waterzuiveringsinstallatie).

23 Kunnen uitleggen wat het probleem is met het maken van drinkwater uit oppervlaktewater.

24 Kunnen beschrijven volgens welke zes stappen drinkwater wordt gemaakt uit oppervlaktewater.

25 Kunnen omschrijven hoe drinkwater wordt verspreid en de rol van pompen daarin kunnen benoemen.

26 Belangrijke onderdelen en de werking van de zuigerpomp kunnen noemen en beschrijven.

Extra 327 Het verschil tussen hard en zacht water kunnen

uitleggen.28 De eenheid van de hardheidsgraad kunnen

noemen.29 Kunnen uitleggen wat ketelsteen is en welke

gevolgen dit kan hebben.30 Kunnen uitleggen hoe hard water zachter

gemaakt kan worden.

Paragraaf 431 Kunnen uitleggen wat afvalwater is.

14


32 De bouw, de werking en het nut van het rioolsysteem kunnen beschrijven.

33 De zes stappen van het schoonmaken van rioolwater in een RWZI kunnen beschrijven.

34 De termen slib en bezinking kunnen omschrijven.

Extra 435 De stank van het riool kunnen verklaren.36 De werking van de sifon als stankslot kunnen

uitleggen.

2.1.3 Per paragraaf

Bij de startopdracht krijgen de leerlingen in groepjes één of meerdere bekerglazen met vuil (vies) water. De docent maakt het water vies door er zand, takjes, bladeren en andere spullen in te doen en dan goed te mengen. Om het een vieze water kleur te geven kan inkt of een andere kleurstof gebruikt worden (let op: die moet er door adsorberen wel uit verwijder kunnen worden). De leerlingen krijgen een theezeefje, een koffiefilterhouder met meerdere filters en enkele bekerglazen. Voor slimme leerlingen moeten er ook spullen aanwezig zijn die kunnen dienen om het vieze water na filtreren verder te zuiveren door middel van destillatie (zonder een echte destillatie-opstelling). De leerlingen krijgen ook een adsorptiemiddel.De docent bepaalt zelf in hoeverre hij/zij de leerlingen hints en tips geeft om het water tot drinkbaar water te zuiveren.

Paragraaf 1De leerlingen leren beseffen dat water overal is op aarde. In de lucht (waterdamp), in organismen, in zeeën, meren, plassen en rivieren, gletsjers en in de grond. Hier wordt kort relatie gelegd met de fasen van water zoals die in hoofdstuk 6 van deel 1 aan bod gekomen zijn. Ze leren dat er een waterkringloop bestaat. Daarnaast maken ze kennis met enkele verschillen tussen zoet water (oppervlaktewater en grondwater) en zeewater. De termen oppervlakte- en grondwater komen voorbij maar pas in paragraaf 3 leren ze hoe daar drinkwater van gemaakt wordt.Het enige rekenwerk van dit hoofdstuk komt hier voor en heeft te maken met concentratie. Voor sommige leerlingen zal het rekenen met concentraties lastig zijn.Bij proef 1 is het belangrijk dat u uitlegt hoe kwispelen precies werkt.Proef 2 (Extra) kunt u voor of na het doornemen van de extra stof laten doen. Vooraf is de meest geschikte keuze omdat de leerling dan echt onderzoekend dingen ontdekt. Wellicht is dan wel een klassikale start wenselijk om de leerlingen in de goede denkrichting te krijgen.

Paragraaf 2De leerlingen weten nu dat water gezuiverd moet worden alvorens het drinkwater is. In aansluiting hierop leren ze hoe je stoffen die gemend/opgelost zijn

van elkaar kunt scheiden. Hierbij komen de volgende scheidingsmethoden aan bod: bezinken en afschenken, zeven, filteren, indampen, destilleren en absorberen (extraheren staat in de Extra). Om deze technieken te bespreken leren de leerlingen wat we bedoelen met de begrippen filtraat, residu, neerslaan en destillaat.In werkstuk 1 wordt een ontzilter gemaakt. In opdracht 5 wordt deze getest. Het is belangrijk dat daarbij een lamp wordt gebruikt die veel warmte geeft, dus in elk geval geen ledlamp. Mocht het zo zijn dat de leerlingen hun ontzilter een paar dagen laten staan, dan is het zaak op te letten dat het ontstane zoet water niet door verdamping verdwijnt teneinde teleurstelling te voorkomen. U kunt echt zeewater geven of zelfgemaakt ''zeewater' (met een concentratie van 34,5 g NaCl (zout) per liter).Voor proef 4 is het noodzakelijk dat de leerling proef 3 eerst gedaan heeft en de resultaten (gezuiverde vloeistof) bewaard heeft omdat ze deze moeten gaan vergelijken. Bij de instructies staat “een spatel krijtpoeder” en dat is dus meer dan een spatelpunt. Er moet namelijk echt flink wat krijtpoeder in het water gedaan worden.Bij begin van proef 6 zou het een aardig idee zijn om de leerlingen aan een aantal verschillende vloeistoffen te laten ruiken (waaronder alcohol ) zodat ze de geur ervan leren kennen. Als er bij proef 6 niet voldoende destillatie-opstellingen zijn, dan kan dit practicum ook in groepjes van vier leerlingen onder begeleiding van de toa gedaan worden. Er zijn tegenwoordig eenvoudige, kleine en vrij goedkope destillatie-opstellingen (het glaswerk ervoor) te koop. Deze zitten als complete destillatiesets in een kunststof doos. Bij deze opstellingen wordt geen gebruik gemaakt van koelwater om de condensatie te versnellen. Een destillatieopstelling is ook heel eenvoudig te maken met een erlenmeyer, een stop met twee gaten voor glazen buisjes, wat slangetjes, twee reageerbuizen met stop met een gat erin waar een glazenbuisje doorheen gaat.

Paragraaf 3De leerlingen leren op welke manier oppervlakte- en grondwater gezuiverd worden zodat ze geschikt zijn als drinkwater. Er wordt niet uitgebreid ingegaan op de kwaliteitseisen waaraan drinkwater moet voldoen (Waterleidingwet en Drinkwaterbesluit). De belangrijkste techniek-component van dit hoofdstuk staat in deze paragraaf: de zuigerpomp.In de Extra leren ze wat er bedoeld wordt met hard en zacht water en wat dat voor gevolgen kan hebben in huis (waterkoker, vaatwasser, wasmachine).In werkstuk 2 wordt een waterspuit gemaakt. Het is bij opdracht 4 belangrijk dat de dunne slang op het plastic T-stuk past en ook over de punt van de dikke spuit die ook nodig (zie later in het werkstuk). De dikke slang moet passen over de dikke spuit die ook nodig is (zie later in het werkstuk). De rubberen ringetjes moeten

15


exact dezelfde doorsnede hebben als de dunne spuit. Het gat in de ringetjes moet zo groot zijn dat de kogeltjes er niet doorheen kunnen, maar er mooi op gelegd kunnen worden. Vanwege de veiligheid kan er bij dit werkstuk gekozen worden voor doorzichtige plastic potjes met een deksel. Kies dan voor potjes van niet te hard materiaal omdat die vaak makkelijk breken en/of barsten. Als er geen spuiten voorhanden zijn die net in een gat van Ø 12 mm passen, dan moet het grootste gat in de deksel in opdracht 1 de daarvoor benodigde diameter krijgen. Als er geen dikke slang voorhanden is die net in een gat van Ø 9,5 mm past dan moet het kleinste gat in de deksel in opdracht 1 de daarvoor benodigde diameter krijgen.Bij proef 9 (de eenvoudige pomp) moet u ervoor zorgen dat de spuiten met daarin de kogeltjes en de slangetjes eraan klaar liggen. Daarvoor zijn twee 10

mL maatspuiten nodig, twee kogeltjes uit de kogellager van een fiets en kunststof buisjes voor de bevestiging aan de spuit en een stuk doorzichtige slang.

Paragraaf 4Tabel 3 leent zich voor een discussie over het watergebruik door uw leerlingen en hoe zij dat zouden kunnen beperken.De leerlingen leren waarom riolering belangrijk is en wat het bijdraagt aan de gezondheid van de mensen. Ze leren ook hoe een rioleringsstelsel opgebouwd is.De leerlingen leren hoe een moderne rioolwaterzuiveringsinstallatie eruit ziet en hoe daarin het water gezuiverd wordt. Wellicht kunt u een excursie naar een locale RWZI organiseren.

16


2.1.4 Antwoorden bij werkstukken en proevenANTWOORDEN WERKSTUK 2

Wat moet je doen?

1 Houd je vinger bij de opening van de spuit en duw dan de hendel omlaag.a Wat merk je bij de spuit? Leg uit hoe dit komt.

Er komt lucht uit. Daar kan lucht alleen bij C ontsnappen doordat daar het kogeltje omhoog kan. Bij B sluit het kogeltje de opening af. Via C komt de lucht vervolgens uit de spuit.

b Wat gebeurt er met de zuiger van de injectiespuit?De hendel drukt de zuiger van de injectiespuit in.

c Wat gebeurt er met de lucht die in de injectiespuit zit?Die wordt omlaag geduwd en gaat naar het T-stuk en duwt het kogeltje B dan omhoog.

d Wat gebeurt er met kogeltje C? En waar zorgt dat voor?Kogeltje C gaat een klein beetje omhoog, waardoor de lucht uit de spuit komt.

2 Laat de hendel los en kijk ondertussen naar het T-stuk.Wat zie je gebeuren bij B en C?

Het kogeltje bij B komt omhoog en er loopt water het T-stuk in. Bij C sluit het kogeltje de opening af.

3 Duw de hendel weer omlaag.Wat zie je gebeuren bij de spuit en bij B en C?Misschien komt er al water uit de spuit, maar het kan ook nog steeds lucht zijn. Bij C komt het kogeltje omhoog. Bij B sluit het kogeltje de opening af.

4 Beweeg de hendel nog een paar keer op en neer en blijf kijken wat er in het T-stuk gebeurt.Neem tabel 1 over in je schrift en vul die dan in. De kogeltjes worden ofwel opgetild, omlaag gedrukt of omlaag gezogen.

beweging hendel kogeltje onderin (bij B) kogeltje bovenin (bij C )omlaag het kogeltje gaat omlaag en sluit

het gat afhet kogeltje gaat omhoog en water stroomt erlangs omhoog

omhoog het kogeltje gaat omhoog, zodat water uit het potje naar binnen kan stromen

het kogeltje gaat omlaag zodat het gat is afgesloten

17


ANTWOORDEN PROEF 1

Wat neem je waar?

Buis 1 Buis 2 Buis 3 Buis 4 Buis 5Vaste stof in buis keukenzout kopersulf

aatijzerpoeder suiker krijtpoeder

1 Is de vaste stof onzichtbaar geworden na het kwispelen?

Ja Ja Nee Ja Nee

2 Kun je door de vloeistof heen kijken?

Ja Ja Ja Nee Nee

3 Is de vloeistof helder of troebel? Helder Helder Troebel Helder Troebel4 Is de vloeistof gekleurd? Zo ja, welke kleur heeft die?

Nee Ja, (licht) blauw

Wit Nee Zwart

5 Hoe ziet het mengsel er na vijf minuten uit?

helder en kleurloos

helder en (licht)blauw

troebel en beetje witof helder met vaste stof op bodem van de buis

helder en kleurloos

helder met vaste stof op bodem van de buis

6 Ligt er een vaste stof op de bodem van de reageerbuis?

Nee Nee Ja Nee Ja

1 Hoe smaakt de vloeistof in buis 1?Zout.

2 Hoe smaakt de vloeistof in buis waarin je suiker gedaan hebt? Zoet.

Wat is je conclusie?

1 Worden vaste stoffen onzichtbaar als je er water bij doet en het goed mengt?Sommige stoffen worden helemaal onzichtbaar, sommige gedeeltelijk en andere helemaal niet.

2 Verandert er iets aan de helderheid of kleur van water als je er vaste stoffen aan toevoegt en het goed mengt? Leg je antwoord uit.Bij vaste stoffen die na het mengen (kwispelen) verdwenen zijn, blijft het water kleurloos en helder (doorzichtig) of het krijgt een kleur en is helder (doorzichtig). Bij vaste stoffen die na het mengen (kwispelen) niet verdwenen zijn is het water troebel (ondoorzichtig) en krijgt het water de kleur van de stof die je er doorheen gemend hebt.

3 Wat gebeurt er als je een mengsel van een vaste stof en vloeistof een tijdje laat staan?Bij sommige mengsels gebeurt er niets, het mengsel blijft er precies hetzelfde uitzien. Bij andere mengsels zie je duidelijk dat er op de bodem van de reageerbuis een vaste stof ligt. Soms is de vloeistof boven de vaste stof dan al helemaal helder. En soms is die nog een klein beetje troebel met de kleur van de vaste stof op de bodem van de reageerbuis.

18


ANTWOORDEN PROEF 3

Wat neem je waar?

1 Wat gebeurt er met het krijtpoeder als de suspensie een tijdje heeft gestaan?De vaste stof (het krijtpoeder) is naar de bodem van het bekerglas gezonken.

2 Is de vloeistof die je na het afschenken in de erlenmeyer ziet helemaal helder? Leg je antwoord uit.Nee, je ziet dat er nog wat krijtpoeder zit die bij het afschenken meegekomen is.

3 Heb je alle vloeistof uit het bekerglas kunnen afschenken? Als het niet lukte, waarom lukte het dan niet?Nee, want anders komt er veel krijtpoeder in de afgeschonken vloeistof terecht.


1 Kun je door afschenken een vaste stof en vloeistof volledig scheiden?Nee, er blijft of komt gemakkelijk een beetje vaste stof in de afgegoten vloeistof terecht.

ANTWOORDEN PROEF 4

Wat neem je waar?

1 Waar blijft de vaste stof na het filtreren van de suspensie van water en kalkpoeder?De vaste stof (het kalkpoeder) blijft in het filter achter.

2 Wat is er gebeurd met de vloeistof bij het filtreren van de suspensie?De vloeistof (het water)gaat door het filter heen en komt in de erlenmeyer terecht.

3 Is de vloeistof na het filteren van de suspensie helemaal helder? Leg je antwoord uit.Ja, je kunt er goed doorheen kijken.

4 Waar blijft het kopersulfaat (de vaste stof) na het filtreren van een oplossing van kopersulfaat?Het kopersulfaat (de vaste stof) gaat samen met het water door het filter. Het kopersulfaat (de vaste stof) blijft dus in het water zitten.

5 Waar blijft het zout (de vaste stof) na het filtreren van een oplossing van zout?Het zout (de vaste stof) gaat samen met het water door het filter. Het zout (de vaste stof) blijft dus in het water zitten.

6 Wat is er gebeurd bij het filtreren van een oplossing met de vloeistof uit de oplossing?De vloeistof (het water) gaat door het filter heen en komt in de erlenmeyer terecht.

7 Is de vloeistof na het filteren van de oplossing helemaal helder? Leg je antwoord uit.Ja, je kunt er goed doorheen kijken.

8 Ziet de oplossing er na het filtreren nog hetzelfde uit als ervoor?Ja.

9 Welke vloeistof is het meest helder?De vloeistof die door het filter heen gegaan is. In de andere vloeistof zit duidelijk nog wat kalk.

10 Hoe smaakt de vloeistof? Leg uit hoe dat komt.De vloeistof smaakt zout, dat komt omdat het zout met het water door het filter heen gegaan is.

19



1 Kun je de vaste stof en vloeistof van een suspensie door filtreren volledig van elkaar scheiden?Leg je antwoord uit.Ja, alle vaste stof blijft immers in het filter achter. Daar kan het namelijk niet doorheen.

2| Kun je de vaste stof en vloeistof van een oplossing door filtreren van elkaar scheiden? Leg je antwoord uit.Nee, want er blijft geen vaste stof achter in het filter. Die gaat met de vloeistof door het filter en blijft dus gewoon in de vloeistof zitten.

3| Bekijk nog eens de resultaten en conclusie van proef 3.Op welke manier kun je stoffen in een suspensie het beste scheiden, door bezinken en afschenken of door filtreren? Leg je antwoord uit.Door de filtreren, want dan blijft alle vaste stof achter in het filter en wordt de vloeistof volkomen helder.

ANTWOORDEN PROEF 5

Wat neem je waar?

1 Wat gebeurt er bij het verwarmen in het indampschaaltje?De vloeistof erin gaat koken en verdampt.

2 Wat blijft er in het indampschaaltje achter?Een vaste stof.

3 Wat gebeurt er met het oplosmiddel en wat met de opgeloste stof als je een oplossing indampt?De vloeisof (het oplosmiddel) gaat koken en verdampt en er blijft een vaste stof achter in het indampschaaltje.

4 Hoe smaakte de stof die achterblijft in het indampschaaltje?Zout.

5 Welke stof blijft er achter in het indampschaaltje?Keukenzout, dat je hebt opgelost in het water.


1 Kun je de vaste stof en vloeistof van een oplossing door indampen van elkaar scheiden?Ja.

2 Welke stof of stoffen houd je na indampen over?De vaste stof of stoffen die in de oplossing aanwezig waren.

ANTWOORDEN PROEF 6

Wat neem je waar?

1 Wat gebeurt er het doorzichtige slangetje of in de koeler?Je ziet in het slangetje of in de koeler vloeistofdruppels ontstaan die langzaam uit het slangetje of de koeler uit stromen en in de reageerbuis of de erlenmeyer druppelen.

20


2 Bij welke temperatuur zie je er vloeistofdruppels in het doorzichtige slangetje of in de koeler ontstaan?Bij ongeveer 65 C.

3 Waar ruikt de vloeistof naar?Naar alcohol.

4 Welke vloeistof verdampt bij de laagste temperatuur, water of alcohol?Alcohol.

5 Is de vloeistof in het indampschaaltje brandbaar?Ja

6 Welke vloeistof uit wijn verdampt bij 65 °C? Leg je antwoord uit.Alcohol, want de opgevangen vloeistof ruikt naar alcohol. En de vloeistof is brandbaar, dan kan het dus geen water zijn. Dus moet het wijn zijn want naast water zit er alleen alcohol als vloeistof in wijn.

7 Wat gebeurt er als je een mengsel van vloeistoffen destilleert?Er verdampt een vloeistof, die daarna in het doorzichtige slangetje of in de koeler condenseert en dan in de reageerbuis of erlenmeyer terechtkomt.


1 Kun je alcohol uit wijn halen door de wijn te destilleren?Ja.

2 Welke stof vang je het eerste op bij het destilleren, de vloeistof met het hoogste of het laagste kookpunt? Leg uit waarom.De vloeistof met het laagste kookpunt, want die verdampt het eerst.

ANTWOORDEN PROEF 7

Wat neem je waar?

1 Wat blijft er in het filter achter?De zwarte actieve kool blijft in het filter achter.

2 Hoe ziet het filtraat eruit?Het is een heldere, kleurloze vloeistof. Of het is een kleurloze vloeistof waar een beetje zwarte kool in zit.

3 Hoe ziet het filtraat eruit nadat je het gefiltreerd hebt?Het is een heldere, kleurloze vloeistof.


1 Kun je door middel van adsorptie de kleurstoffen uit rode wijn verwijderen? Ja

ANTWOORDEN PROEF 8

Wat neem je waar?1 Wat blijft er in het filter achter?

Het zand blijft in het filter achter.2 Hoe smaakt de vaste stof?

Die smaakt zout.

21


3 Wat gebeurt er als je een mengsel van vaste stoffen extraheert?Een van de stoffen uit het mengsel lost op in het water (oplosmiddel) dat je toevoegt en waarmee je het mengsel van de vaste stoffen mengt.


1| Kun je vaste stoffen van elkaar scheiden door extraheren?Ja.

2 Wat moet je na het extraheren nog doen om de vaste stoffen over te houden zodat je ze in een potje kunt stoppen?Je moet het filtraat indampen als je de vaste stof die daarin zit eruit wilt halen.

ANTWOORDEN PROEF 9

Wat neem je waar?

1 Wat gebeurt er met de stalen kogeltjes als de zuiger in spuit A omhoog gaat?In A gaat het kogeltje omhoog en kan er water naar binnen stromen. In B gaat het kogeltje omlaag en door het kogeltje wordt de tuit afgesloten.

2 Wat gebeurt er met de stalen kogeltjes als de zuiger in spuit A omlaag gaat?In A gaat het kogeltje omlaag en sluit het de tuit af zodat er geen water terug kan lopen naar het bakje. In B gaat het kogeltje omhoog en kan het water uit A naar B stromen.

3 Met welke onderdelen van een zuigerpomp kun je de kogeltjes in de pomp uit deze proef vergelijken? Het kogeltje in A is de inlaatklep en het kogeltje in B is de uitlaatklep.


1 Wat gebeurt er als je de zuiger van spuit A heen en weer beweegt?Beweeg je de zuiger omhoog, dan stroomt er water in spuit A. Duw je de zuiger omlaag, dan duw je het water vanuit spuit A naar spuit B en komt er water uit spuit B.

22


2.2 Hoofdstuk 2 – De auto


Aan de hand van de auto kan veel belangrijke natuurkunde worden uitgelegd. De ontwikkeling van de wereldsnelheidsrecordauto's wordt daarbij her en der in het hoofdstuk als rode draad gebruikt. In paragraaf 2 komt beweging aan de orde en in paragraaf 3 krachten in relatie tot beweging. Daarnaast zit er uiteraard ook veel techniek in de auto en in dit hoofdstuk wordt met name aandacht besteed aan de

werking van de verbrandingsmotor. Als derde component van dit hoofdstuk zou men, naast natuurkunde en techniek, het milieu kunnen noemen. De leerlingen leren over alternatieve motoren en brandstoffen. Na het doornemen van paragraaf 4 kunnen zij zich enigszins oriënteren in het maatschappelijk debat over de toekomst van de auto en vervoer in het algemeen.

Hoofdstuk 2 in schema werkstukken proeven aantal

theorievragen

computerles

paragraaf 1Motoren voor auto's

1 Een zuiger-krukasmodel

1 Een elektromotor bouwen

7

Extra 1Stoommotoren

3

paragraaf 2Beweging van auto's

2 Een muizenvalracer 2 Toerental en snelheid3 Afstand,tijd-diagrammen

18 ja

Extra 2Navigatiesystemen voor auto's

3

paragraaf 3Krachten op auto's

4 Luchtweerstand5 De invloed van stroomlijning (open onderzoek)6 Rolweerstand bij verschillende oppervlakken7 Schuifweerstand en massa8 Kracht en versnelling

21 ja

Extra 3De windtunnel

3

paragraaf 4Zuinig en schoon vervoer

8

Extra 4Rijden op waterstof

3

Alternatieve les:− paragraaf 3: In de buitenluchtHerhaalopdrachten:− paragraaf 2: Rekenen aan de snelheid van een

auto− paragraaf 3: De nettokracht op een voertuig en zijn

beweging bepalenPlusopdrachten:− paragraaf 1: Actie en reactie− paragraaf 2: Snelheidscontrole

2.2.2 Leerdoelen

Paragraaf 101 Belangrijke kenmerken van een

verbrandingsmotor kunnen noemen.02 Belangrijke onderdelen van een

verbrandingsmotor kunnen benoemen.03 De vier stappen (slagen) van een viertaktmotor

kunnen beschrijven.04 De werking van een eenvoudige elektromotor

kunnen beschrijven en verklaren.

23


05 Enige brandstoffen kunnen noemen.06 De volgende termen kunnen omschrijven: as,

explosie, stator, rotor.

Extra 107 Globaal kunnen uitleggen hoe je met stoom ee

wiel kunt laten draaien.08 Een definitie kunnen geven van stoom.09 Kunnen uitleggen hoe in een centrale met be hulp

van een turbine en stoom elektriciteit wordt gemaakt.

Paragraaf 210 De belangrijkste onderdelen van de aandrijving

van een auto kunnen benoemen en hun functie kunnen beschrijven.

11 Kunnen uitleggen wat toerental is en ermee kunnen rekenen in het kader van de wielen van een auto.

12 Snelheid kunnen omrekenen van m/s naar km/h.13 De gemiddelde snelheid kunnen uitrekenen.14 (s,t)- en (v,t)-diagrammen voor eenvoudige

bewegingen kunnen lezen.15 (s,t)- en (v,t)-diagrammen voor eenvoudige

bewegingen kunnen tekenen of schetsen.16 De gemiddelde snelheid tijdens een eenparig

versnelde beweging kunnen bepalen/berekenen.

Extra 217 Globaal de werking kunnen beschrijven van een

navigatiesysteem in een auto.18 De rol van gps bij navigatie kunnen beschrijven.

Paragraaf 319 Krachten kunnen tekenen als vectoren op de

juiste schaal.20 De motorkracht, luchtweerstandskracht,

rolweerstandskracht en schuifweerstandskracht op de juiste wijze kunnen intekenen bij een bewegend voertuig.

21 Luchtweerstand kunnen verklaren en de drie factoren kunnen noemen die de grootte ervan bepalen.

22 Rolweerstand kunnen verklaren en de twee factoren kunnen noemen die de grootte ervan bepalen.

23 Schuifweerstand kunnen verklaren en de twee factoren kunnen noemen die de grootte ervan bepalen.

24 De nettokracht kunnen bepalen uit een tekening (alle krachten langs dezelfde werklijn).

25 De relatie tussen de grootte en richting van de nettokracht en de beweging van een voertuig kwalitatief kunnen beschrijven.

Extra 326 Globaal de functie en werking van een windtunnel

kunnen beschrijven.27 Kunnen uitleggen wat een model is.28 Kunnen uitleggen hoe men in een windtunnel de

stroomlijning van bijv. een auto kan onderzoeken.

Paragraaf 429 De termen fossiele en alternatieve brandstoffen

en biobrandstoffen kunnen omschrijven.30 Voorbeelden kunnen noemen van alternatieve

brandstoffen en biobrandstoffen.31 Het belangrijkste kenmerk van de aandrijving van

een hybride auto kunnen beschrijven.32 De twee manieren kunnen noemen waarop de

verbrandingsmotor en de elektromotor in eenhybride auto ingebouwd kunnen zijn.

33 Voor- en nadelen van een elektrische auto kunnen noemen en kunnen uitleggen waarom

deze niet geheel schoon is.34 Kunnen uitleggen waarom een bus toch zuiniger

kan zijn dan een auto.35 Kunnen uitleggen wat met een verbruik van 1 op

X wordt bedoeld.

Extra 436 Kenmerken van waterstof kunnen noemen en

kunnen aangeven hoe men waterstof maakt.37 Kenmerken van de brandstofcel kunnen noemen.38 Voor- en nadelen van waterstof als brandstof

kunnen noemen.

2.2.3 Per paragraaf

Paragraaf 1Het zou mooi zijn als u de werking van de viertaktbenzinemotor kunt uitleggen aan de hand van een demonstratiemodel (werkstuk 1 kan gezien worden als een eenvoudige versie van zo'n model). Eventueel kunt u ook nog even op de afwijkende werking van de tweetaktmotor en de dieselmotor wijzen.Het zou ook mooi zijn als u een werkende elektromotor kunt laten zien die lijkt op die in afbeelding 4 van het handboek. Wellicht heeft u nog goed werkende voorbeelden die leerlingen ooit gebouwd hebben.De stoommotor (Extra) zou u aan de hand van een demonstratie met een kleine stoommachine kunnen uitleggen.In proef 1 gaan de leerlingen eigenlijk een klein werkstuk maken, een elektromotor. Zorg ervoor dat u dit eerst zelf grondig uitprobeert: wat is de beste koperdraad, hoe maak je de spoel stevig etc.

Paragraaf 2Aan de hand van een modelauto of een auto van Lego zou u wellicht de aandrijflijn van de auto kunnen uitleggen. U kunt daarbij eventueel ook de aandrijving van andere voertuigen betrekken: fiets, scooter, motor, trein (elektromotor), schip, vliegtuig en de ballonauto uit de startopdracht. Bij schip (schroef, jet), vliegtuig (straalmotor) en ballonauto kunt u eventueel iets vertellen over actie = -reactie.Het rekenen met de formule voor snelheid en toerental en het lezen en tekenen van de diagrammen zal voor

24


sommige leerlingen lastig zijn. Het kan helpen als u leerlingen een diagram laat 'nalopen' door de klas of op de gang. In de herhaalopdrachten kunnen de leerlingen die er moeite mee hebben verder oefenen.Het karretje van proef 2 kan bijvoorbeeld van Lego zijn. Bij proef 3 is het belangrijk dat de docent of toa mee gaat bij de metingen; vooraf moeten de leerlingen de taken al verdelen.

Paragraaf 3Aan de hand van karretjes en blokjes die van een helling rollen/schuiven kunt u eventueel voor de klas een demonstratie geven van de invloed van de diverse weerstandskrachten. U kunt bijvoorbeeld een blokje met en zonder schuurpapier aan de onderkant laten schuiven. Of een vel karton rechtop op het schuivende blokje zetten teneinde de luchtweerstand te vergroten. Ook de invloed van de massa kunt u hiermee aantonen.Met dit soort proeven kunt u ook wijzen op de relatie tussen de nettokracht en de soort beweging. Als een schuivend blokje overgaat van een gladde ondergrond

naar een ruwe ondergrond is er bijvoorbeeld vertraging. Vraag de leerlingen hoe dit komt.Bij proef 6 moeten de leerlingen erop letten dat de knikker aan het einde van het schuimrubber heel geleidelijk op de grond terecht komt en niet omlaag valt.Bij proef 7 en 8 hangt het benodigde meetbereik van de krachtmeter af van de gebruikte tafel en plankjes/blokjes. Het is belangrijk dat u de proeven eerst zelf uitvoert om te ontdekken op welke ondergrond en met welke plankjes/blokjes deze proeven goed werken.

Paragraaf 4Dit hoofdstuk leent zich voor een discussie met de klas over de voor- en nadelen van alternatieve brandstoffen en motoren en van alternatieve vervoermiddelen voor de auto. Ook meer 'emotionele' argumenten voor of tegen de 'klassieke auto' kunnen hierbij aan bod komen.De demonstratieproef 9 zal vermoedelijk alle leerlingen kunnen boeien maar het is zaak dat u erbij uitlegt welke gassen waar ontstaan.

25


2.2.4 Antwoorden bij werkstukken en proeven

ANTWOORDEN PROEF 1

Wat neem je waar?

1 Als je een staafmagneet bij het spoeltje houdt, gaat het spoeltje een beetje bewegen. Hoe komt dat?Dat komt doordat het spoeltje een elektromagneet wordt als er stroom doorheen gaat.

2 Stel dat er een ronde magneet op de schuurkurk ligt zoals in figuur 1 en dat deze aan de bovenkant een noordpool heeft. Hoe zal het spoeltje dan willen gaan staan als er stroom doorheen gaat? Kies telkens het juiste woord:Het spoeltje zal zo willen gaan staan dat zijn noord/zuidpool het dichtst bij de noordpool van de magneet is. Dus het spoeltje zal horizontaal/verticaal gaan staan met zijn noordpool/zuidpool onder.

3 Waarom beweegt de spoel nu niet?De viltstiftstreep laat geen stroom door en daarom is de spoel nu geen elektromagneet. Koper wordt ook niet door magneten aangetrokken.

4 Wat doet de spoel?De spoel gaat draaien.

5 Waarom blijft de spoel doordraaien ook al gaat er af en toe geen stroom door de spoel?Omdat de spoel nog vaart heeft, blijft hij doordraaien.


Als er stroom door het spoeltje loopt, wordt dat magnetisch.De tegengestelde polen van het spoeltje en de permanente magneet trekken elkaar aan.Als deze polen tegenover elkaar liggen, zorgt de kleurstof van de viltstift ervoor dat de stroom wordt onderbroken.Omdat het spoeltje snelheid heeft, draait het verder.Even later komt het geleidende stukje van het spoeltje weer in contact met de paperclip.Het spoeltje wordt weer magnetisch en wordt weer op dezelfde manier door de permanente magneet aangetrokken.

ANTWOORDEN PROEF 3


1 Kijk naar de grafieken die je hebt getekend. Bij welke bewegingen was de snelheid constant? Waaraan zie je dat?Eigen antwoord. Als de grafiek een mooie rechte schuine lijn is, dan is de snelheid constant geweest.

2 Kunnen wandelende en fietsende leerlingen met een constante snelheid bewegen?Bij sommige zal dat redelijk zijn gelukt.

26


ANTWOORDEN PROEF 4

Wat is je conclusie?1 Kies het juiste woord:

Als het frontaal oppervlak van een voorwerp groter wordt, dan wordt de valtijd groter/kleiner .Dat komt doordat de luchtweerstand dan groter/kleiner is.

ANTWOORDEN PROEF 6


1 Kies de juiste woorden:Als de rolweerstand op de knikker groter wordt, dan wordt de rolafstand groter/kleiner.Uit mijn metingen volgt dat de rolafstand bij een ondergrond van hout/schuimrubber/vilt het kleinst is.Dus de rolweerstand is het grootst bij een ondergrond van hout/schuimrubber/vilt.

ANTWOORDEN PROEF 7


1 Hangt de schuifweerstand af van de massa van het schuivende voorwerp? Ja.2 Vul aan: als de massa van het schuivende voorwerp groter wordt, dan wordt de schuifweerstand

groter.

ANTWOORDEN PROEF 8


1 Kies de juiste woorden:Als de nettokracht op een voorwerp groter wordt, dan is de tijd die nodig is om een bepaalde afstand af te leggen groter/kleiner.Als een voorwerp in kortere tijd een afstand aflegt, dan is zijn versnelling groter/kleiner.Dus als de nettokracht groter is, dan is de versnelling groter/kleiner.

ANTWOORDEN PROEF 9

Wat neem je waar?

1 Beschrijf in je schrift wat er gebeurt.Je ziet belletjes opstijgen bij beide elektroden.

2 Beschrijf wat er gebeurt.Er is een korte heftige 'explosie'.

3 Beschrijf wat er gebeurt.De houtspaander wordt roder, hij gaat sterker branden.

27



1 Wat gebeurt er als je stroom door water laat gaan?Dan ontstaan er gassen aan de beide elektroden.

2 Welke stoffen ontstaan er?Waterstof en zuurstof.

28


2.3 Hoofdstuk 3 – De digitale camera


Dit hoofdstuk gaat over licht (optica) en introduceert de basisconcepten daarvan aan de hand van de digitale camera. Dit apparaat kennen de leerlingen allemaal en ze hebben er vaak zelf één, al dan niet in hun smartphone, tablet etc. Behalve reflectie (hier weerkaatsing genoemd) van lichtstralen komt ook al de breking van stralen aan bod en wordt een introductie gegeven in het construeren van beelden. In klas 3 zal dat uitgebreider aan de orde komen.De techniek in dit hoofdstuk zit vooral in paragraaf 4 waarin de digitale camera als technisch object wordt behandeld. De startopdracht laat overigens zien dat ook zonder techniek een camera 'gebouwd' kan worden.Het Extra van paragraaf 4 heeft als onderwerp 'signaalverwerking' en zou als een onderdeel van de informatica beschouwd kunnen worden. Deze Extra heeft ook een link met hoofdstuk 7 van deel 2b dat over systemen gaat.


theorievragen

computerles

paragraaf 1Licht

1 Een periscoop 1 Spiegelende weerkaatsing2 Spiegeltje, spiegeltje aan de wand (open onderzoek)3 De plaats van het spiegelbeeld

15 ja

Extra 1Scherpe en onscherpe schaduw

4 Schaduw 4

paragraaf 2Lenzen

5 Het brandpunt6 Scherp beeld en vergroting bij lenzen

10 ja

Extra 2Soorten lenzen

4

paragraaf 3Kleur

7 De spectra van lichtbronnen8 Kleurenfilters

10

Extra 3Zichtbaar en onzichtbaar licht

4

paragraaf 4Digitaal fotograferen

2 Een lichtgevoelig alarm 9 Een pixel 10

Extra 4Beelden opslaan

5

Alternatieve les:− paragraaf 4: Digitaal fotograferen kun je lerenHerhaalopdrachten:− paragraaf 1: Spiegelbeeld− paragraaf 2: VergrotingsfactorPlusopdrachten:− paragraaf 1: Het gezichtsveld− paragraaf 2: Een bril dragen

2.3.2 Leerdoelen

Paragraaf 101 Het verschil tussen directe en indirecte

lichtbronnen kunnen uitleggen.02 Drie eigenschappen van lichtstralen kunnen

noemen.03 Kunnen uitleggen hoe het komt dat wij dingen

kunnen zien.04 Het verschil kunnen uitleggen tussen diffuse en

spiegelende weerkaatsing.

29


05 De spiegelwet kennen en kunnen toepassen.06 Met behulp van de normaal een

constructietekening kunnen maken bij spiegelende weerkaatsing.

07 Het spiegelbeeld van een voorwerp voor een spiegel kunnen construeren.

08 Kunnen uitleggen waardoor schaduw ontstaat.09 Met behulp van randstralen de schaduw van een

voorwerp kunnen construeren.

Extra 110 Kunnen uitleggen wanneer wel en niet

halfschaduw ontstaat.11 Met behulp van randstralen de kernschaduw en

halfschaduw kunnen bepalen van een voorwerp.

Paragraaf 212 Het verschijnsel lichtbreking kunnen omschrijven.13 De functie van lenzen kunnen omschrijven.14 Kunnen uitleggen wat het brandpunt van een

bolle lens is en hierbij een tekening kunnen maken waarin de brandpuntsafstand wordt aangegeven.

15 Met constructiestralen het beeld van een voorwerp bij een bolle lens kunnen bepalen en tekenen.

16 Kunnen uitleggen wanneer het beeld van een voorwerp kleiner/groter is dan het voorwerp.

17 Kunnen verklaren wanneer een beeld/foto wel of niet scherp is.

18 De definitie van de vergrotingsfactor N kennen en deze kunnen uitrekenen.

Extra 219 Het verschil tussen holle en bolle lenzen kunnen

omschrijven (convergeren, divergeren) en deze typen kunnen herkennen.

20 Lichtstralen bij een bolle en holle lens kunnen tekenen.

Paragraaf 321 Kunnen uitleggen dat het witte licht van de zon uit

diverse kleuren bestaat.22 Kunnen uitleggen wat men onder het

kleurenspectrum van een lichtbron verstaat en twee hulpmiddelen kunnen noemen waarmee het spectrum onderzocht kan worden.

23 Kunnen uitleggen hoe het komt dat we voorwerpen in een bepaalde kleur zien.

24 Kunnen uitleggen hoe je met drie kleuren andere kleuren kunt maken.

25 Kunnen uitleggen hoe met de beeldpuntjes van een beeldscherm alle kleuren gemaakt kunnen worden (ook zwart en wit).

26 Kunnen beschrijven wat er gebeurt bij het kijken door een kleurenfilter en kunnen voorspellen wat men dan ziet.

Extra 327 Eigenschappen van IR-straling kunnen noemen

en toepassingen ervan.28 Eigenschappen van UV-straling kunnen noemen

en toepassingen ervan.

Paragraaf 429 De belangrijkste onderdelen van een digitale

camera kunnen noemen en aanwijzen.30 De functie van het objectief kunnen beschrijven.31 De functie en werking van de beeldSensor

kunnen beschrijven.32 De functie en werking van het diafragma kunnen

beschrijven.33 De functie en werking van de sluiter kunnen

beschrijven.34 De betekenis van de volgende termen kennen:

pixel, autofocus, resolutie, flitslicht.35 Een paar taken van de minicomputer in een

camera kunnen opnoemen.

Extra 436 Het verschil tussen een analoog en een digitaal

signaal kunnen omschrijven.37 De betekenis kennen van: binaire code, coderen,

decoderen.

2.3.3 Per paragraaf

Paragraaf 1De leerlingen leren dat directe lichtbronnen licht uitzenden (zon, lampen, laser) en dat indirecte lichtbronnen licht terugkaatsen. Dankzij het licht, afkomstig van lichtbronnen, dat door weerkaatsing in je ogen valt, zie je de dingen om je heen (het zien van kleuren komt in paragraaf 3 aan bod).Voorwerpen kunnen licht op twee manieren weerkaatsen: spiegelend of diffuus. Bij diffuse weerkaatsing kaatst het licht terug in alle richtingen. Bij spiegelende weerkaatsing kaatst het licht terug in één richting. Bij de spiegelende weerkaatsing is sprake van de spiegelwet. De leerlingen leren wat deze wet inhoudt en hoe ze die kunnen gebruiken om de richting van een teruggekaatste lichtstraal te bepalen. Ze leren ook hoe ze de positie van het spiegelbeeld moeten tekenen daarbij.Het is verstandig de tekenconstructies van afbeelding 5 en 8 op het bord voor te doen en de leerlingen te laten meedoen.Omdat lichtstralen altijd rechtdoor gaan, ontstaat schaduw (en kun je niet om een hoek kijken). De leerlingen leren waardoor schaduw ontstaat (in de Extra leren ze ook dat er twee soorten schaduw zijn). Ze leren ook hoe ze het ontstaan van de schaduw kunnen aangeven in een tekening. Ook dit kunt u het beste een keer voordoen op het bord.Om de theorievragen te kunnen maken hebben de leerlingen knipblad 5 t/m 8 nodig. Voor de Extra is knipblad 9 nodig. Het is verstandig om die uit te delen net voordat de leerlingen de theorieopdrachten bij paragraaf 1 gaan maken. Laat de leerlingen de punten van hun potloden goed slijpen.Bij proef 1 hoort knipblad 1 maar u kunt ook de leerlingen met hun geodriehoek of gradenboog laten werken.

30


Paragraaf 2U kunt vooraf de leerlingen vragen hoe het kan dat zij met hun smartphone en dergelijke een foto van een grote boom kunnen maken. Hoe past die boom in zo'n klein apparaatje?De leerlingen leren dat licht breekt (van richting verandert) bij de overgang van lucht naar glas (of kunststof, want veel lenzen zijn tegenwoordig van kunststof gemaakt).De leerlingen leren dat een bolle lens een omgekeerd (ondersteboven en links en recht omgewisseld) beeld maakt (het virtuele beeld bij een bolle lens die als loep wordt gebruikt, wordt niet behandeld). De leerlingen leren wat het brandpunt en de brandpuntsafstand van een lens is en waardoor het brandpunt van een lens bepaald wordt (hoe boller hoe kleiner het brandpunt).De leerlingen leren dat het beeld dat een lens van een voorwerp vormt alleen op een bepaalde afstand van de lens scherp is. U kunt dat indien mogelijk demonstreren met behulp van de beamer in de klas door aan de lens daarvan te draaien.De leerlingen leren ook hoe ze dat scherpe beeld met behulp van de constructiestralen kunnen tekenen.Ze leren dat je met een lens het beeld van een voorwerp kunt vergroten of verkleinen door de lens te verplaatsen. Daaraan gekoppeld leren zij wat de vergrotingsfactor is.Bij proef 5 wordt een diafragma met vijf spleten gebruikt maar de proef kan ook gedaan worden met een diafragma met drie spleten.De dia van proef 6 hoeft uiteraard niet per se een letter te bevatten; dat kan ook een poppetje of iets anders zijn.Bij de theorieopdrachten zijn de knipbladen 10 en 11 nodig.

Paragraaf 3De leerlingen leren dat zonlicht wit licht is. Ze leren dat als je wit licht op een prisma laat vallen het licht gesplitst wordt in alle kleuren van de regenboog. Deze kleuren wordt het spectrum van zichtbaar licht genoemd. Je kunt het spectrum ook zien met een spectroscoop.De leerlingen leren dat voorwerpen licht van bepaalde kleuren kunnen absorberen of terugkaatsen. Ze weerkaatsen licht met de kleuren die ze zelf hebben en absorberen alle ander kleuren. Daardoor hebben voorwerpen de kleur hebben die je ziet.

De leerlingen leren dat je met behulp van drie kleuren licht (rood, groen en blauw) alle kleuren kunt maken en dat op een beeldscherm op die manier kleuren gemaakt worden. In het kort wordt uitgelegd hoe dat werkt (met drie beeldpuntjes die elk in meer of mindere mate licht geven).De leerlingen leren hoe kleurenfilters werken en waarvoor je ze kunt gebruiken.Bij proef 7 kunt u verschillende lichtbronnen opstellen in het lokaal en de leerlingen daarlangs laten lopen.

Paragraaf 4De digitale camera bestaat uit een lens, een Sensor, een minicomputer, een beeldschermpje en een opslagmedium. Wellicht kunt u een afgedankte camera gebruiken om het inwendige van zo'n camera aan de klas te laten zien.De lens zorgt voor een scherp beeld op de Sensor. De Sensor zet het licht dat erop komt om in signalen (informatie) die de minicomputer kan verwerken. Die zorgt ervoor dat jij het beeld op het schermpje ziet en dat het opgeslagen wordt in het geheugen van de camera of op een geheugenkaart.De leerlingen leren dat de Sensor in de camera een lichtSensor is die licht omzet in kleine stroompjes. De stroompjes gaan naar de minicomputer.In de Extra leren ze dat de stroompjes analoge signalen zijn. Omdat computers alleen met digitale informatie kunnen werken, moet het analoge signaal omgezet worden in digitale signalen Het omzetten van analoge naar digitale signalen heet digitaliseren. Daarbij worden de signalen omgezet in een bepaalde code, de binaire code; dat heet coderen. De minicomputer in de digitale camera zet de code ook weer om in signalen die zorgen voor een beeld op het beeldscherm.Het werkstuk bij deze paragraaf is een lichtalarm. U moet erop letten dat de plank die daarbij gebruikt niet zo hard is dat de punaises er niet in gedrukt kunnen worden. Voor dit werkstuk wordt een LDR en een transistor gebruikt. Eventueel kunt u vooraf de functie van deze onderdelen uitleggen.Bij proef 9 wordt een condensator gebruikt. Ook hiervan kunt u eventueel vooraf de functie uitleggen en een demonstratie geven van het open ontladen van deze component.

31



ANTWOORDEN WERKSTUK 1

OPDRACHT 5

Wat neem je waar?

1 Zie je een rechtopstaand of omgekeerd beeld?Als het goed is een rechtopstaand beeld.

2 Maakt het voor de stand van het beeld iets uit of je de kijker omgedraaid hebt?Nee, dat maakt niet uit.


OPDRACHT 2

Beantwoord de volgende vragen.

1 Waarvoor dient de schakelaar?Met de schakelaar kun je het alarm aan of uit zetten.

2 Wat gebeurt er als je je vinger op de LDR houdt als die geluid maak?Dan gaat de zoemer uit.

3 Maak de volgende zin compleet.Het alarm gaat af als er licht valt op het lichtgevoelige onderdeel in de schakeling. Dit onderdeel is de LDR / weerstand / transistor.@@zo goed?@@

OPDRACHT 3

Wat neem je waar?

1 Wat gebeurt er als je de schakelaar aanzet?De zoemer gaat dan niet zoemen.

2 Wat gebeurt er als je de schakelaar aanzet?De zoemer gaat dan zoemen.

3 Wat gebeurt er als je je vinger van de LDR afhaalt?De zoemer gaat dan uit.

ANTWOORDEN PROEF 1


1 Welke verband is er tussen hoe een lichtstraal op een spiegel valt en hoe die weerkaatst wordt?Bij terugkaatsing van een lichtstraal door een vlakke spiegel is de hoek van terugkaatsing gelijk aan of even groot als de hoek van inval.

32


ANTWOORDEN PROEF 3

Wat neem je waar?1 Hoe groot is de hoek die de verbindingslijnen met de spiegel maken?

De hoek is 90.2 Wat is de afstand van elk van de punten L1 t/m L4 en B1 t/m B4 tot de spiegel?

Eigen antwoord. De afstand van L1 en B1 tot de spiegel zijn gelijk, dat geldt ook voor L2 en B2, enzovoort.


1 Waar achter de spiegel ligt het spiegelbeeld?Het spiegelbeeld ligt net zo ver achter de spiegel als het voorwerp voor de spiegel.

2 Wat is het kenmerk van de lijn die het voorwerp met zijn spiegelbeeld verbindt?Die lijn staat loodrecht op de spiegel.

ANTWOORDEN PROEF 4

Wat neem je waar?

1 Welke verschillen vallen je op tussen de eerste schaduw (lamp op 25 cm) en de tweede schaduw (lamp op 20 cm)? Kies de juiste antwoorden.– Bij 20 cm is de schaduw is groter / kleiner geworden.– De overgangsrand van donker naar licht is breder / smaller geworden.

2 Verdwijnt de kernschaduw of de halfschaduw als de afstand groter wordt? Leg je antwoord uit.Ja, vanaf een bepaalde afstand tussen de lamp en het ondoorzichtig schijfje verdwijnt de kernschaduw. Je ziet dan alleen nog een halfschaduw.

3 Wordt de halfschaduw groter of kleiner als de afstand groter wordt? Leg je antwoord uit.De halfschaduw wordt groter.


1 Hoe ziet een schaduw van een rond schijfje er bij een spaarlamp uit?Je krijgt een schaduw die niet overal even donker is. Je kunt een lichter en donkerder deel van de schaduw onderscheiden. Met daartussen een overgangsgebied.

2 Welk deel van de schaduw is de kernschaduw en welk deel is de halfschaduw?Het donkere deel van de schaduw is de kernschaduw, die zit in het midden van de schaduw.Het lichtere deel van de schaduw is de halfschaduw, die zit om de kernschaduw heen.

3 Is er altijd een kernschaduw en een halfschaduw van een rond schijfje bij een spaarlamp? Zo nee, welke van de twee verdwijnt en wanneer gebeurt dat?Nee, dat hangt af van de afstand tussen de lamp en het ondoorzichtig schijfje. Als de lamp ver weg staat van het voorwerp, verdwijnt de kernschaduw.

33


ANTWOORDEN PROEF 5

Wat neem je waar?

1 Beschrijf in drie stappen hoe de lichtstralen achter de lens verdergaan.Stap 1: De lichtstralen gaan eerst naar elkaar toe.Stap 2: Daardoor snijden de lichtstralen elkaar in één punt. Dat punt ligt op de middelste lichtstraal.Stap 3: Daarna gaan de lichtstralen uit elkaar.

3 Verandert de brandpuntsafstand als je de lens omdraait?Nee, helemaal niet of zo goed als niet.

4 De brandpuntsafstand (f) van deze lens is eigen antwoord (moet wel minder zijn dan bij vraag 2) cm.

6 De brandpuntsafstand (f) van de meest bolle lens is eigen antwoord (moet wel minder zijn dan bij vraag 4) cm.


1 Hoe kun je de plaats van het brandpunt van een bolle lens bepalen?Het brandpunt van een bolle lens vind je door een evenwijdige lichtbundel op de lens te laten vallen. De lichtbundel wordt dan zodanig gebroken dat er achter de lens één punt is waar alle lichtstralen doorheen gaan. Dat punt is het brandpunt.

2 Hoe bepaal je de brandpuntsafstand van een bolle lens?De brandpuntsafstand kun je bepalen door de afstand te meten van het brandpunt tot het midden van de lens.

3 Welk verband is er tussen de vorm van lens en de brandpuntsafstand?Hoe boller de lens, des te kleiner de brandpuntsafstand is.

ANTWOORDEN PROEF 6

Wat neem je waar?

1 Wat is de hoogte van de letter?Eigen antwoord.

2 Is het beeld op het scherm scherp?Nee, je ziet een onscherp beeld van de letter op het scherm.

3 Kun je het scherm op elke willekeurige plek neerzetten om een scherp beeld te krijgen?Nee, je moet het daarvoor op één bepaalde plek neerzetten.

4 Op welke afstand van de lens ontstaat er een scherp beeld op het scherm?Eigen antwoord. Waarschijnlijk op ongeveer 17,5 cm van de lens vandaan.

5 Welke drie verschillen zie je tussen de letter op de dia en het scherpe beeld ervan?De letter op het scherm staat op de kop, links en rechts zijn omgedraaid en is vergroot.

6 Wat is de vergrotingsfactor? Schrijf je berekening op.Eigen antwoord. Je rekent de vergroting uit door de hoogte van de letter op het scherm te delen door de hoogte van de letter op de dia. Waarschijnlijk is de vergroting ongeveer 2,5.

7 Is het beeld op het scherm scherp?Nee, je ziet een onscherp beeld van de letter op het scherm.

8 Kun je het scherm op elke willekeurige plek neerzetten om een scherp beeld te krijgen?Nee, je moet het daarvoor op één bepaalde plek neerzetten.

34


9 Op welke afstand van de lens ontstaat er een scherp beeld op het scherm?Eigen antwoord. Waarschijnlijk op ongeveer 7,5 cm van de lens vandaan.

10 Wat is de vergroting?Eigen antwoord. Je rekent de vergroting uit door de hoogte van de letter op het scherm te delen door de hoogte van de letter op de dia. Waarschijnlijk is de vergroting ongeveer 0,5.


1 Is er één scherp beeld of zijn er meer scherpe beelden als je voorwerp afbeeldt met een lens?Er is één scherp beeld / er zijn meer scherpe beelden.Bij elke afstand tussen het voorwerp en de lens ontstaat op één bepaalde afstand van de lens een scherp beeld op het scherm dat op die plek staat.

2 Welk verschil is er altijd tussen het scherpe beeld op het scherm en het voorwerp?Het beeld staat altijd op de kop en links en rechts zijn omgedraaid. Daarnaast kan het beeld nog vergroot of verkleind zijn.

3 Waarvan hangt de vergroting af als je een voorwerp met een lens afbeeldt?De vergroting hangt af van de afstand tussen de lens en het voorwerp.

ANTWOORDEN PROEF 7

Wat neem je waar?

1 Welke lichtbron heeft het spectrum met het kleinste aantal kleuren licht?Eigen antwoord.

2 Van welke lichtbron heeft het spectrum het grootste aantal kleuren licht?Eigen antwoord. Voor de natriumlamp geldt dit zeker.

3 Welke lamp geeft maar één kleur licht?Eigen antwoord. Voor de natriumlamp geldt dit zeker.

4 Van welke lichtbron (lamp) lijkt het licht het meest op zonlicht?Eigen antwoord. Zeer waarschijnlijk is dat de daglichtlamp.


1 Is het spectrum van de lampen anders dan het spectrum van zonlicht? Zo ja, wat is er anders?Ja, de meeste lampen hebben een spectrum dat uit minder kleuren bestaat en vaak is de verdeling van het licht over de verschillende kleuren ook anders dan bij de zon.

ANTWOORDEN PROEF 8


1 Wat doet een kleurenfilter met het licht van de lamp waar het filter voor zit?Het kleurenfilter laat een deel van de kleuren van het lamplicht door. Of: het kleurenfilter houdt bepaalde kleuren van het lamplicht tegen.

2 Zorgen de echte kleurenfilters, de gekleurde stukjes plastic en het rood-groenbrilletje allemaal even goed voor het ontstaan van één bepaalde kleur licht? Leg je antwoord uit.Nee, want er is duidelijk verschil in welke kleuren filters van dezelfde kleur doorlaten. De echte filters laten duidelijk minder kleuren door (behalve hun eigen kleur) dan de andere filters.

35


ANTWOORDEN PROEF 9

Wat neem je waar?

1 Wat gebeurt er met de spanning als er steeds minder licht op de fotodiode valt?De spanning daalt als er steeds minder licht op de lichtdiode valt.


1 Wat gebeurt er als er meer licht op een lichtgevoelige Sensor (fotodiode) valt?Dan ontstaat er een grotere spanning.

2 Wat gebeurt er als er langzaam steeds minder licht op een lichtgevoelige Sensor (fotodiode) valt?Dan wordt de spanning steeds kleiner.

3 Wat gebeurt er als er licht op meerdere pixels valt in plaats van op slechts één pixel? Leg je antwoord uit.Er ontstaat dan een grotere spanning. Want elke pixel zorgt voor een klein beetje spanning. Bij meerdere pixels maken die allemaal een klein beetje spanning, samen geeft dat een grotere spanning.

36


2.4 Hoofdstuk 4 – Elektriciteit en veiligheid


In hoofdstuk 4 van deel 1b zijn reeds begrippen als schakeling, spanning, stroomsterkte en elektrische energie geïntroduceerd. Ook is daar al gesproken over de veiligheid van de huisinstallatie.In dit hoofdstuk wordt voortgeborduurd op deze kennis. Daarbij vindt, onvermijdelijk, enige herhaling plaats maar gezien de problemen die leerlingen nogal eens hebben met de diverse begrippen (bijvoorbeeld:

wat is het verschil tussen spanning en stroomsterkte?) is dit volgens ons zeker nuttig.Nieuw in dit hoofdstuk is het concept weerstand en vermogen. Daarmee wordt ook gerekend, evenals met elektrische energie.Bijzonder aan dit hoofdstuk is paragraaf 4 waarin de elektrische installatietechniek aan de orde komt en waarin de leerlingen een aantal praktische vaardigheden opdoen.


theorievragen

computerles

paragraaf 1Weerstand

1 Lengte en dikte van een stroomdraad2 Weerstand en stroomsterkte3 Een I,U-diagram maken

8 ja

Extra 1Gelijkspanning en wisselspanning

3

paragraaf 2Elektrische energie

4 Het vermogen van een fietslampje bepalen5 Meten met de kWh-meter

12 ja

Extra 2De adapter

3

paragraaf 3Weerstanden gebruiken

6 Weerstanden vervangen7 Spanning in een serieschakeling8 De werking van een LDR

5

Extra 3Weerstanden in een parallelschakeling

9 Weerstanden in een parallelschakeling

3

paragraaf 4Doe het zelf

1 Installatietechniek 10 Een verlengsnoer maken11 Installatiedraad trekken

8

Extra 4Je lichaam en elektriciteit

2

Alternatieve les:− n.v.t.Herhaalopdrachten:− paragraaf 1: De Wet van Ohm

− paragraaf 2: Energie en vermogenPlusopdrachten:− paragraaf 2: De transformator− paragraaf 3: Soortelijke weerstand

37


2.4.2 Leerdoelen

Paragraaf 101 Een omschrijving kunnen geven van het begrip

'weerstand'.02 Kunnen uitleggen wat een weerstandje doet en

waarvoor het gebruikt kan worden (in elk geval bij een ledlamp).

03 Kunnen opsommen van welke drie kenmerken de grootte van de weerstand van een draad afhankelijk is.

04 Het symbool en de eenheid van weerstand kennen.

05 Kunnen rekenen met de wet van Ohm.06 De totale weerstand in een serieschakeling

kunnen bepalen.

Extra 107 De werking en enige eigenschappen van een

dynamo kunnen opnoemen.08 Het verschil tussen wisselspanning/stroom en

gelijkspanning/stroom kunnen beschrijven.09 Kunnen beschrijven hoe men met een magneet

en een spoel stroom kan opwekken.10 De grootheid frequentie in verband kunnen

brengen met wisselspanning.

Paragraaf 211 Enige duurzame en niet-duurzame

energiebronnen kunnen noemen.12 Enige vormen van energie kunnen noemen.13 Voorbeelden kunnen noemen van energie-

omzettingen.14 Het symbool en de eenheid van energie kunnen

noemen.15 De definitie van vermogen in verband met

apparaten kunnen geven.16 Het symbool en de eenheid van vermogen

kunnen noemen.17 Kunnen rekenen met de formule P = U · I.18 Informatie kunnen halen uit een typeplaatje van

een apparaat.19 Uitleg kunnen geven bij de eenheid kWh.20 Kunnen rekenen met de formule E = P · t.

Extra 221 De twee functies van een adapter kunnen

noemen.22 De functie van een transformator en een

gelijkrichter kunnen noemen.23 De termen input en output in verband met een

adapter kunnen omschrijven.

Paragraaf 324 De bouw en het uiterlijk van een weerstandje

kunnen omschrijven.25 De definitie van vervangingsweerstand kunnen

geven.26 De vervangingsweerstand bij een serieschakeling

kunnen uitrekenen met de relevante formule.27 Kunnen aangeven hoe het zit met de

stroomsterkte en de spanningen bij een serieschakeling (van weerstandjes).

28 Kunnen bepalen hoe groot de stroomsterkte door en de spanning over de onderdelen van een serieschakeling is.

29 Het verschil kunnen benoemen tussen vaste envariabele weerstanden.

30 Het kenmerk en een toepassing van de NTC kunnen noemen.

31 Het kenmerk en een toepassing van de LDR kunnen noemen.

32 De functie van een Sensor kunnen aangeven en een voorbeeld kunnen noemen.

Extra 333 Kunnen aangeven hoe het zit met de

stroomsterkte en de vervangingsweerstand bij een parallelschakeling (van weerstandjes).

Paragraaf 434 Een beschrijving kunnen geven van de

huisinstallatie.35 De functie van groepen en van de

installatieautomaat kunnen aangeven.36 De vier verschillende soorten installatiedraad

kunnen noemen en hun kleuren en functies kunnen aangeven.

37 De functie en werking van een spanningszoeker kunnen omschrijven.

38 Enige eigenschappen van geaarde apparaten kunnen noemen.

39 Eigenschappen van geaarde stekkers en wandcontactdozen kunnen noemen.

40 De functie en werking van de aardlekschakelaar kunnen omschrijven.

41 Kunnen aangeven hoe een huis is verbonden met de hoofdkabel in een woonwijk.

42 Kunnen aangeven hoe de elektriciteitsbuizen in huis lopen (centraaldoos).

43 Kunnen aangeven hoe de installatiedraden in huis lopen en hoe zij aangelegd worden (trekveer).

Extra 444 Globaal de werking van hart en spieren en hun

relatie met elektriciteit kunnen aangeven.45 Kunnen uitleggen wat in een ECG te zien is.46 Kunnen uitleggen wat zenuwbanen en

hersenactiviteit zijn.47 Kunnen uitleggen wat de gevaren van elektriciteit

voor het lichaam zijn, in het bijzonder in vochtige ruimtes.

2.4.3 Per paragraaf

Paragraaf 1In paragraaf 1 herhalen we het meten van spanning en stroomsterkte met diverse practicumopdrachten.Met de uitkomsten van de metingen gaan de leerlingen rekenwerk verrichten en ze komen tenslotte uit bij de verbanden die er bestaan tussen spanning, stroomsterkte en weerstand.Voor het rekenen met de wet van Ohm introduceren we het afdekdriehoekje (of formuledriehoekje). Sommige leerlingen hebben hier zeker baat bij en

38


bovendien kunt u dit hulpmiddel bij het rekenen met andere formules uit de natuurkunde inzetten.De proef die in afbeelding 6 van de Extra staat afgebeeld kunt u eventueel als demonstratieproef laten zien.Bij proef 3 moeten de leerlingen een diagram tekenen. Veel leerlingen hebben hier (ook aan het eind van klas 2) nog moeite mee. Het is nuttig dit nog eens klassikaal te bespreken.

Paragraaf 2Paragraaf 2 kan men zien als een opmaat voor de thuisinstallatie die in paragraaf 4 behandeld wordt.Het is belangrijk dat de leerlingen doorhebben dat de joule en de kilowattuur met elkaar te maken hebben en dat in het geval van de energierekening de kWh (ook) om praktische redenen wordt gebruikt.Bij proef 4 moet u erop letten dat de spanning afhankelijk is van gebruikte lamp. Een led-lampje heeft een andere spanning nodig dan een halogeenlampje of een gloeilampje. De firma Conrad levert lampjes met een spanning die varieert van 1,5 V tot 24 V. Zorg er ook voor dat het vermogen niet op de lampjes staat; daardoor verliezen leerlingen mogelijk de interesse in de proef.Bij proef 5 wordt aangeraden om apparaten met veel vermogen te gebruiken. Anders duurt de proef te lang.

Paragraaf 3In paragraaf 3 herhalen we serieschakeling maar breiden die uit met de relatie die er bestaat tussen de weerstand van, de stroomsterkte door en de spanning over elke component.De parallelschakeling staat in de Extra. Het berekenen van de vervangingsweerstand bij parallelschakeling met de bekende formule wordt daar nog niet behandeld.

Paragraaf 4Paragraaf 4 is eigenlijk het 'hoofdgerecht' van dit hoofdstuk. Met deze paragraaf wordt duidelijk dat Sensor ook een praktijkgerichte techniekmethode is. Eventueel kunt u uw leerlingen de opdrachten geven

zelf een foto of tekening te maken van de meterkast thuis.Werkstuk 1 bestaat uit diverse onderdelen. U kunt daarbij uiteraard een keuze maken. U kunt ook tijd besparen door de leerlingen alvast een plank aan te bieden waarop reeds zijn gemonteerd: de centraaldoos, de installatiebuizen en de montageplaten. De leerlingen gaan in dat geval draden trekken en de lampfitting, schakelaars en de wandcontactdoos aansluiten en monteren.Als u een lege plank aanbiedt, dan kunt u als afmetingen aanhouden: 122 x 61 cm. Uiteraard kan een andere afmeting worden genomen, maar een kleinere maat wordt afgeraden. In plaats van mdf kan ook spaanplaat of multiplex gebruikt worden. In het midden van de plaat zit een gat waardoor normaal gesproken de draden naar de meterkast lopen. Nu zitten daar draden die naar een stekker lopen, waarmee u straks verbinding met het lichtnet maakt.Neem voor de buis bij voorkeur geen flexibele buis: die is duurder en daardoor leren leerlingen niet te buigen. Eventueel kan in plaats van een buigveer met hoekstukjes gewerkt worden.Om de duurzaamheid van dit werkstuk te waarborgen is het handig om gebruik te maken van zogenaamde inschroefmoeren (M5) en de montageplaten, de centraaldoos en de zadels voor de bevestiging van de pvc-buizen hierin vast te zetten met M5 bouten in plaats van met schroeven. De leerlingen krijgen dan een plaat waar de inschroefmoeren al in zitten.Bij opdracht 4 van het werkstuk testen de leerlingen hun installatie. Indien deze niet functioneert zoals gewenst, is het gewenst dat u de leerlingen begeleidt bij het opsporen van de oorzaak (oorzaken).Bij proef 11 is het wenselijk ergens in het lokaal een (liefst behoorlijk lange) pvc-buis met enige bochten te monteren, zodat de leerlingen zich bij het uitvoeren van deze oefening kunnen concentreren op het werken met de trekveer. Voor de praktische vaardigheid is het wenselijk dat van elk groepje dat deze proef doet beide leerlingen een keer draad invoeren en een keer draad trekken.

39



ANTWOORDEN PROEF 1

Conclusie

1 Welke invloed heeft de lengte van de draad op de weerstand?Hoe langer de draad, hoe groter de weerstand. En hoe korter de draad, hoe kleiner de weerstand.

2 Welke invloed heeft de dikte van de draad op de weerstand?Hoe dikker de draad, hoe kleiner de weerstand. Hoe dunner de draad, hoe groter de weerstand.

ANTWOORDEN PROEF 2

Wat neem je waar?

Spanning (V) Weerstand (Ω) Stroomsterkte (mA)6 V 100 Ω 606 V 500 Ω 126 V 20 Ω 300

Conclusie

Welke invloed heeft de weerstand op de stroomsterkte?Hoe groter de weerstand des te lager de stroomsterkte, hoe kleiner de weerstand des te hoger de stroomsterkte.

ANTWOORDEN PROEF 3

Het diagram moet een recht grafiek (constantaandraad) en een gebogen lijn die steeds minder steil loopt laten zien (ijzerdraad). Toelichting: de constantaandraad heeft steeds dezelfde weerstand. Daardoor is het U,I-diagram een rechte lijn. De weerstand van de ijzerdraad wordt bij hogere temperaturen steeds groter, daardoor neemt de stroomsterkte af.

Conclusie

Wat gebeurt er met de eigenschappen van ijzerdraad en constantaandraad bij verschillende spanningen?De weerstand van de constantaandraad is constant bij verschillende spanningen, de weerstand van ijzerdraad is niet constant bij verschillende spanningen.

40


ANTWOORDEN PROEF 5

Conclusie

2 Als je meetresultaat niet klopt met de gegevens op het typeplaatje: waar ligt het verschil volgens jou aan?Er kunnen verschillen optreden doordat bijvoorbeeld:– de meter erg oud is en niet meer nauwkeurig is;– je de meter niet goed hebt kunnen aflezen;– 1 omwenteling staat voor een te klein energieverbruik, dat je daardoor niet nauwkeurig genoeg

kunt meten.

41


ANTWOORDEN PROEF 6

Wat neem je waar?

NB: ideale meetwaarden

Weerstand (Ω) Stroomsterkte (mA)50 Ω en 100 Ω 67150 Ω 6750 Ω, 150 Ω en 200 Ω 33300 Ω 3350 Ω, 150 Ω, 200 Ω en 300 Ω 12,5800 Ω 12,5

Conclusie

Hoe kun je de vervangingsweerstand van een serieschakeling bepalen?De vervangingsweerstand van een serieschakeling kun je berekenen door de afzonderlijke weerstanden bij elkaar op te tellen.

ANTWOORDEN PROEF 7

Wat neem je waar?

Meting Weerstand (Ω) Spanning (V)1 40 Ω eigen meting leerlingen

20 Ω helft van vorige meting2 60 Ω eigen meting leerlingen

20 Ω 1/3 van vorige meting3 80 Ω eigen meting leerlingen

40 Ω helft van vorige meting

Conclusie

Hoe wordt de spanning over de verschillende weerstanden verdeeld?De weerstand met de hoogste waarde krijgt de hoogste spanning.

ANTWOORDEN PROEF 8

Conclusie

1 Welke invloed heeft de hoeveelheid licht op de stroomsterkte?Hoe meer licht er op de de LDR valt, des te groter is de stroomsterkte.

2 Welk verband is er dus tussen de hoeveelheid licht en de waarde van de weerstand van een LDR?Hoe meer licht er op de LDR valt, des te kleiner is de weerstand.

ANTWOORDEN PROEF 9

Wat neem je waar?

42


NB: ideale metingen

Weerstand Stroomsterkte (A)50 Ω 0,2150 Ω 0,6750 Ω en 150 Ω parallel 0,27Vervangingsweerstand van de schakeling berekenen5R = U / I R = 10 / 0,27 = 37 Ω

Conclusie

Is de vervangingsweerstand van een parallelschakeling groter of kleiner dan de waarde van de afzonderlijke weerstanden?kleiner

43


2.5 Hoofdstuk 5 – De onderzeeboot


Aan de hand van de onderzeeboot komen twee lastige grootheden aan bod: dichtheid en druk. Daar komt ook nog eens het voor veel leerlingen lastig te doorgronden verschil tussen massa en gewicht bij en het voor sommigen immer lastige omrekenen van bijvoorbeeld m³ naar cm³ en van L naar mL. Het blijkt in de praktijk dat het in de onderbouw nog niet mogelijk is bij alle leerlingen de verschillen tussen alle genoemde grootheden en de 'essentie' van deze grootheden tussen de oren te krijgen maar het lijkt ons al heel bevredigend als alle leerlingen in elk geval weten hoe ze met deze grootheden moeten rekenen en welke eenheden waarbij horen. Het onderwerp druk komt in elk geval weer terug in klas 3 maar dichtheid

komt vaak niet meer expliciet aan de orde in hogere klassen. Dat laatste onderwerp verdient dus misschien nog iets meer aandacht dan het eerste.Het streven bij dit hoofdstuk zou ook moeten zijn dat de leerlingen na dit hoofdstuk niet meer dingen zeggen als 'een luchtballon blijft in de lucht omdat hij lichter is dan lucht' maar, bijvoorbeeld aan de hand van de onderzeeboot, kunnen uitleggen dat dichtheid en het samenspel van zwaartekracht en opwaartse kracht bepalen of iets drijft, zinkt of zweeft.De techniek zit in dit hoofdstuk in paragraaf 3 en 4: pneumatisch gereedschap (Extra), de voortstuwing en sturing van schepen en ventielen (Extra).


theorievragen

computerles

paragraaf 1De onderzeeboot

1 Een zweefvliegtuig

1 De onderzeeboot2 Opwaartse kracht3 Wet van Archimedes4 Een boot van klei5 Volume bepalen

15 ja

Extra 1Het reddingsvest

3

paragraaf 2Dichtheid

6 Dichtheden bepalen7 Een ei in water

13

Extra 2De dichtheid van mengsels

5

paragraaf 3Druk

8 Luchtdruk (demonstratieproef)

15 ja

Extra 3Kracht uit lucht

9 Een pneumatisch systeem 5

paragraaf 4Varen onder water

2 De 'twir' 10 De aandrijving van een boot (open onderzoek)

9

Extra 4Ventielen

5

Alternatieve les:− n.v.t.Herhaalopdrachten:− paragraaf 2: Dichtheid– paragraaf 3: DrukPlusopdrachten:− paragraaf 3: Luchtballonnen− paragraaf 4: Ademen onder water

2.5.2 Leerdoelen

Paragraaf 101 Het verschil tussen drijven, zweven en zinken

kunnen omschrijven.02 Het verschil tussen massa en gewicht kunnen

uitleggen.03 Gewicht en massa in elkaar kunnen omrekenen.

44


04 De opwaartse kracht van water kunnen omschrijven en de relatie met volume kunnen aangeven.

05 Het volume van een rechthoekig voorwerp kunnen uitrekenen.

06 Twee manieren kunnen beschrijven waarmee het volume van een voorwerp bepaald kan worden met de onderdompelmethode.

07 De wet van Archimedes kunnen uitleggen.08 Met behulp van krachten kunnen uitleggen

wanneer voorwerpen in een vloeistof drijven, zweven of zinken.

09 Inhoudsmaten (L, mL etc.) kunnen omrekenen in elkaar en naar m³, dm³ etc.

Extra 110 De taak van een reddingsvest kunnen

omschrijven en kunnen uitleggen waardoor dit vest zijn taak goed kan verrichten.

Paragraaf 211 Enige eenheden van dichtheid kunnen noemen.12 Kunnen uitleggen wat de dichtheid van een stof

aangeeft.13 Kunnen beschrijven hoe men in vier stappen de

dichtheid van een stof kan bepalen.14 Het drijven, zweven of zinken van een voorwerp

kunnen verklaren aan de hand van dichtheid.15 Kunnen aangeven waarom kwik een bijzondere

vloeistof is.

Extra 216 Kunnen uitleggen hoe je de dichtheid van een

mengsel of legering bepaalt.

Paragraaf 317 De definitie van druk kunnen geven.18 Kunnen rekenen met de formule p = F / A.19 De eenheid van druk kunnen geven bij een

berekening.20 Kunnen uitleggen waarom en hoe de waterdruk

verandert met de diepte onder water.21 De waterdruk op de bodem van een vat kunnen

uitrekenen.22 Kunnen rekenen met de eenheid bar.23 Kunnen uitleggen waarom een onderzeeboot

stevig gebouwd moet zijn.24 Kunnen uitleggen wat onder luchtdruk wordt

verstaan en hoe groot deze gemiddeld is op aarde.

25 Kunnen aangeven wat de relatie is tussen hPa en bar.

26 De proef met de maagdenburger halve bollen kunnen beschrijven en verklaren.

Extra 327 Kunnen uitleggen wat men met een compressor

kan doen en als voorbeeld de werking van de fietspomp kunnen beschrijven.

28 Kunnen beschrijven wat er gebeurt bij het samenpersen van een gas met de druk.

29 Weten wat bedoeld wordt met pneumatisch gereedschap.

Paragraaf 430 Kunnen uitleggen hoe een onderzeeboot kan

drijven en zichzelf kan laten zinken (ballasttanks).31 De twee aandrijfsystemen van boten kunnen

noemen.32 De werking (natuurkundig) van een

scheepsschroef en waterjet kunnen uitleggen.33 Kunnen uitleggen hoe een onderzeeboot met

behulp van roeren van richting kan veranderen.

Extra 434 Een definitie van ventiel en terugslagventiel

kunnen geven.35 De werking van een fietsventiel (met kogel en met

slangetje) kunnen uitleggen.

2.5.3 Per paragraaf

Paragraaf 1De paragraaf begint bij de onderzeeboot. Deze bestaat uit een sigaarvormige constructie die zich boven en onder water kan verplaatsen. Om onder water te blijven moet een duikboot zinken naar een zekere diepte. Op die diepte kan de duikboot vervolgens blijven zweven (zonder omhoog of omlaag te komen.)Via massa en gewicht komen de krachten op de onderzeeboot aan bod: zwaartekracht en opwaartse kracht.'Opwaartse kracht' kunt u eventueel uitleggen aan de hand van een gedachte-experiment/demonstratieproef waarbij u een glas water in het water duwt. Laat men het glas vollopen, dan kost het omlaag brengen geen moeite. Duwt men een leeg glas naar beneden, dan voelt men tegenwerking. Ook de proef van afbeelding 6 kan verhelderend zijn.Het onderwerp 'volume' is al aan de orde geweest in hoofdstuk 1 van deel 1a en 'krachten' kwamen al voor in hoofdstuk 3 van deel 1a (krachten op constructies). De grootheid massa is al her en der in Sensor gebruikt maar nooit expliciet gedefinieerd. Het kan verhelderend zijn om het verschil tussen massa en gewicht uit te leggen aan de hand van astronauten in een ruimtestation (zelfde massa, geen gewicht) en op de maan (zelfde massa, minder gewicht). Ook kunt u het voorbeeld aanhalen van een leerling op een weegschaal in een lift die versneld omhoog gaat of juist in vrije val neerstort: het gewicht verandert maar de massa niet.Het is aan te raden beide onderdompelmethodes een keer voor de klas te demonstreren.Een oude maar nog altijd gebruikte demonstratieproef bij de wet van Archimedes is die met het emmertje en cilindertje van 's-Gravensande.Bij proef 2 moeten de drie blokjes dezelfdeafmetingen hebben. Het aluminium blokje moet zinken,

45


het kunststof blokje moet zweven en het houten blokje moet drijven. Bij voorkeur zijn ze allemaal van een haakje voorzien om ze aan de veerunster tekunnen hangen maar dit haakje mag uiteraard geen invloed hebben op het 'drijfvermogen' van het blokje. Als de haakjes ontbreken kunnen elastiekjes gebruiktworden om ze aan de veerunster te kunnen hangen.Bij proef 4 moet de gebruikte klei speelgoedklei zijn die kneedbaar is (plasticine). Het klompje moet zo groot zijn dat er een bol met een diameter van 3 cm van gemaakt kan worden.Bij proef 5 moet de maatcilinder onder de tuit van het overloopvat passen en niet te klein zijn. Het beste kan een laag model maatcilinder gebruikt worden. De blokjes, het driehoekige voorwerp, de knikker en het onregelmatig gevormde voorwerp moeten in de het overloopvat passen en de volumes ervan mogen niet groter zijn dan de hoeveelheid water die met de maatcilinder onder de tuit van het overloopvat opgevangen kan worden. De pincet moet lang genoeg zijn om voorwerpen van de bodem van het overloopvat te kunnen halen.Bij het werkstuk Zweefvliegtuig is het nuttig dat u vantevoren uitzoekt waar in school de leerlingen hun zweefvliegtuig kunnen testen.

Paragraaf 2Leerlingen maken hier voor het eerst kennis met het opzoeken van gegevens in een tabel.Bij het rekenen aan dichtheid kunt u weer, zoals gedaan is in hoofdstuk 4, het afdek- of formuledriehoekje introduceren.Bij het onderwerp dichtheid zijn vele demonstratieproeven te doen: de Archimedesbol of een Archimedeslichaam (drijft in koud water, zinkt in warm water), drie identieke kubussen (of andere voorwerpen) van verschillende materialen. Illustratief is ook altijd de proef met een stuk aluminiumfolie en een bak water: als prop zinkt het aluminium naar de bodem maar gevouwen in de vorm van een bootje blijft het drijven (zie ook afbeelding 16). Lastiger te

begrijpen voor leerlingen maar wel boeiend is de Cartesiaanse duiker.In de materialenlijst van proef 6 is niet aangegeven welke stoffen de leerlingen precies onderzoeken.Dat geeft ruimte om hen zelf op basis van de gevonden dichtheden te bepalen welke stoffen ze onderzocht hebben. Daarvoor gebruiken ze de tabel in het boek of een tabel die u als docent ter beschikking stelt. Zorg dus dat u wel zelf weet welke stoffen (materialen) de leerlingen onderzocht hebben. Bij voorkeur zijn de te onderzoeken blokjes en knikkers gemaakt van stoffen die in de tabel voorkomen. Voor de te onderzoeken vloeistoffen neemt u bij voorkeur water en spiritus, maar de leerlingen mogen ook hier vooraf niet weten om welke vloeistoffen het gaat. Een verzadigde zoutoplossing is ook een optie, zeker als de docent bij drijven naar dode zee verwijst.

Paragraaf 3Bij het rekenen aan druk kunt u weer, zoals gedaan is in hoofdstuk 4, het afdek- of formuledriehoekje introduceren.De proef van afbeelding 20 is geschikt om het verschil in waterdruk te demonstreren.Bij het onderwerp luchtdruk horen uiteraard enige demonstratieproeven met de vacuümpomp/luchtpomp (zoals die met de maagdenburger halve bollen). Als u een opstelling met glazen stolp kunt gebruiken, dan kunt u bijvoorbeeld laten zien wat er gebeurt met een enigszins opgeblazen ballon gebeurt in vacuüm). Wellicht kunt u ook een barometer (en manometer) laten zien.

Paragraaf 4Bij het behandelen van de aandrijving van schepen kunt u eventueel het principe 'actie = -reactie' aanhalen (u kunt dan verwijzen naar de ballonauto uit de startopdracht van hoofdstuk 2).Bij het testen van de 'twir' (werkstuk 2) is het bij gebruik van een föhn gewenst dat deze op een stand met koude lucht gezet kan worden.

46



ANTWOORDEN PROEF 1

Wat neem je waar?

1 Wat gebeurt er met de fles?De fles blijft drijven.

2 Wat zie je gebeuren met de fles?De fles zakt dieper in het water en er stroomt water in de fles.

3 Wat voel je bij de opening van de slang?Dat er lucht uit stroomt.

4 Wat zie je gebeuren met de fles?De fles komt weer omhoog en als die weer drijft zie je dat er water uit de fles is verdwenen.Je kunt ook gezien hebben dat er luchtbellen de fles binnengekomen zijn.

5 Wat gebeurt er met de fles?Er stroomt water in de fles, die zakt omlaag in het water. Wellicht zinkt de fles helemaal tot op de bodem van de emmer.

6 Wat gebeurt er met de fles?Die blijft drijven of zakt nu minder diep het water in dan zonder ballon erin.

7 Hoe kun je de fles met de ballon erin laten zweven en/of drijven?Als die met de 50 knikkers erin niet drijft moet je er knikkers uithalen om dat te laten gebeuren.Als die met de 50 knikkers erin al drijft moet je er knikkers bij doen om de fles te laten zweven.

8 Hoe kun je de fles met de ballon erin laten zinken?Door er extra knikkers in te doen.


1 Hoe kan een onderzeeboot drijven, zinken en weer opstijgen?Een onderzeeboot kan zinken en opstijgen door de hoeveelheid lucht/water in de onderzeeboot aan te passen. Hoe meer water je in de onderzeeboot doet des te zwaarder die is, en daardoor gaat hij zinken of zweven. Doe je er meer lucht in, dan wordt de duikboot lichter en gaat omhoog en drijven of zweven.

2 Welke invloed heeft het gewicht van de duikboot op het drijven, zinken en weer opstijgen?Als het gewicht groter is wordt het moeilijker om de onderzeeboot te laten zweven en drijven. Dat komt omdat als de onderzeeboot de zwaar is er niet voldoende lucht in past om ervoor te zorgen dat die gaat zweven of drijven.

ANTWOORDEN PROEF 2

Wat neem je waar?

Voorwerp Zwaartekracht Drijven, zweven of zinken

‘Zwaartekracht in water’

Opwaartse kracht

Aluminium eigen antwoord zinkt eigen antwoord eigen antwoordKunststof eigen antwoord zweeft eigen antwoord eigen antwoordHout eigen antwoord drijft eigen antwoord eigen antwoord


47


Om deze vragen te kunnen beantwoorden moet de leerling de ‘zwaartekracht buiten water’ en de opwaartse kracht in de tabel met elkaar vergelijken.1 Wat is het grootste als een voorwerp in water zinkt, de zwaartekracht of de opwaartse kracht?

Bij voorwerpen die zinken is de zwaartekracht het grootste.2 Wat is het grootste als een voorwerp op water drijft, de zwaartekracht of de opwaartse kracht?

Bij voorwerpen die drijven zijn de zwaartekracht en opwaartse kracht even groot.3 Wat is het grootste als een voorwerp in water zweeft, de zwaartekracht of de opwaartse kracht?

Bij voorwerpen die zweven zijn de zwaartekracht en opwaartse kracht even groot.

ANTWOORDEN PROEF 3


Kun je met deze proef laten zien dan de wet van Archimedes klopt? Leg je antwoord uit.Ja, want bij de drijvende flesjes met een verschillende hoeveelheid water erin is het gewicht van het flesje met inhoud steeds vrijwel gelijk aan het gewicht van het erdoor verplaatste water.

ANTWOORDEN PROEF 4

Wat neem je waar?

1 Blijft de klomp klei drijven?Nee, die zinkt.

2 Blijft het bootje van klei drijven?Ja.

3 Wat gebeurt er als je een knikker in de boot legt?Als je goed kijkt zie je dat de boot dieper in het water komt te liggen.


1 Hoe kun je een stuk klei laten drijven?Door het de vorm van een (roei)boot te geven.

2 Welk effect heeft de lading van een boot op het drijven?Hoe meer lading des te dieper ligt de boot in het water. En bij een bepaalde lading zinkt de boot.

ANTWOORDEN PROEF 5


2 Is het berekende volume van elk blokje gelijk aan het gemeten volume?Ja, de berekende volumes zijn (vrijwel) gelijk aan de gemeten volumes.

ANTWOORDEN PROEF 7


1 Wanneer zinkt een ei in water?

48


Een ei zinkt in water als de dichtheid van het ei groter is dan de dichtheid van het water.2 Wanneer drijft een ei in een vloeistof?

Een ei drijft in een vloeistof als de dichtheid van het ei kleiner is dan de dichtheid van die vloeistof.3 Hoe kun je ervoor zorgen dat een ei in water gaat drijven?

Door in het water zoveel van een stof, bijvoorbeeld zout of suiker, op te lossen dat de dichtheid van het water groter wordt dan de dichtheid van het ei.

ANTWOORDEN PROEF 8

Wat neem je waar?

1 Kunnen de afzonderlijke leerlingen de bollen uit elkaar trekken?Ja, dat kunnen ze allemaal.

2 Kunnen de afzonderlijke leerlingen de bollen uit elkaar trekken?Nee, dat kunnen ze geen van alleen.

3 Kunnen de twee of meer leerlingen samen de bollen uit elkaar trekken?Nee, dat kunnen ze niet.


– Kun je met je spierkracht de kracht van luchtdruk overwinnen?Nee, want een aantal leerlingen die zo hard mogelijk trekken kunnen samen de bollen niet los van elkaar krijgen. Het is de kracht van luchtdruk die de bollen tegen elkaar drukt, dus is die heel sterk.

ANTWOORDEN PROEF 9

Wat neem je waar?

1 Wat gebeurt er met de zuiger in de grote spuit?De zuiger van de grote spuit gaat omhoog.

2 Legt de grote zuiger dezelfde afstand af als de kleine zuiger? Nee? Wat is het verschil?De grote zuiger legt een kleinere afstand af dan de kleine spuit.

3 Wat was de gemiddelde waarde die de weegschaal aangaf?Eigen antwoord. Zeer waarschijnlijk iets rond de 1,2-1,3 kg.

4 Wat gebeurt er met de zuiger in de kleine spuit?De zuiger van de kleine spuit gaat omhoog.

5 Wat was de gemiddelde waarde die de weegschaal aangaf?Eigen antwoord. Zeer waarschijnlijk iets rond de 1,6-1,8 kg.


– Op welke manier vergroot een pneumatisch syteem krachten?Een pneumatisch systeem vergroot krachten door lucht uit een cilinder met een kleine zuiger over te brengen op een cilinder met een grote zuiger.

49


2.6 Hoofdstuk 6 – Het auto-ongeluk


In dit hoofdstuk komen twee belangrijke natuurkundige onderwerpen aan de orde: beweging (paragraaf 1) en hefbomen (paragraaf 2). Beide vloeien logisch voort uit de rode draad van dit hoofdstuk: een auto die betrokken is bij een botsing. De paragrafen 3 en 4 zou men kunnen aanduiden met 'toegepaste natuurkunde': hoe kunnen we natuurkundige kennis en inzichten toepassen voor de aanpak van ons afvalprobleem en voor de verhoging van onze veiligheid.

U kunt de kennis die de leerlingen opdoen in dit hoofdstuk met betrekking tot invloeden op het verkeersgedrag van mensen en voertuigen (reactietijd, remweg) en over de diverse veiligheidsmaatregelen (eventueel ook de toekomstige) gebruiken om een discussie over verkeersveiligheid en het gedrag van jonge mensen in het verkeer te houden.


theorievragencomputerles

paragraaf 1Remmen

1 De remweg van een fiets (1)2 De remweg van een fiets (2)

10 ja

Extra 1De remmentest

2

paragraaf 2Krachten vergroten

1 Een mobile 3 Een hefboom onderzoeken (1)4 Een hefboom onderzoeken (2)5 Evenwicht onderzoeken

9 ja

Extra 2Hydraulische apparaten

6 Een hydraulisch systeem

4

paragraaf 3Autowrakken verwerken

2 Een grijper voor zwerfafval

7 Afval scheiden (1) (open onderzoek)8 Afval scheiden (2)9 Afval scheiden (3)

11

Extra 3Auto's die geen afval opleveren

2

paragraaf 4Veiligheidsvoorzieningen in auto's

10 Een veilig karretje voor eieren (open onderzoek)

9

Extra 4Nachtzichtsystemen

2

Alternatieve les:− paragraaf 2: Steeds sterkerHerhaalopdrachten:− paragraaf 1: Rekenen aan de stopafstand van een auto– paragraaf 2: Vergroting van krachten bij hefbomenPlusopdrachten:− paragraaf 2: Katrollen− paragraaf 4: Krachten bij botsingen

2.6.2 Leerdoelen

Paragraaf 101 Definitie kunnen geven van remweg van een

auto.02 De remweg uit diagrammen kunnen aflezen.03 Het verband kunnen beschrijven van de remweg

en de beginsnelheid, de massa en de afremmende kracht.

50


04 De krachten kunnen noemen die een auto afremmen en kunnen aangeven waar de grootte van elk van deze krachten vanaf hangt.

05 Kunnen aangeven wat onder traagheid wordt verstaan en enige voorbeelden kunnen geven van het effect van traagheid.

06 Weten wat onder reactietijd wordt verstaan en kunnen aangeven waar deze van afhangt.

07 De reactieafstand kunnen uitrekenen als de reactietijd en de beginsnelheid gegeven zijn.

08 De stopafstand van een auto kunnen uitrekenen.

Extra 109 Twee manieren van remmentesten kunnen

beschrijven (rollenbank, platenbank) en daarbij enige kenmerken kunnen noemen.

Paragraaf 210 Het nut en de algemene kenmerken van

hefbomen kunnen noemen en enige voorbeelden kunnen geven.

11 De definities van draaipunt, krachtpunt/krachtarm en lastpunt/lastarm kennen en deze kunnen herkennen in diverse situaties.

12 De krachtsvergroting kunnen uitrekenen bij het gebruik van een hefboom.

13 De hefboomregel kunnen uitleggen.14 Weten wat onder het evenwicht bij een wip wordt

verstaan en waarvan de aanwezigheid van evenwicht afhangt.

15 Bij evenwicht van een wip kunnen uitrekenen waar men moet zitten ten opzichte van het draaipunt of welke massaverhouding aanwezig moet zijn.

Extra 216 Kunnen uitleggen wat de kenmerken en het nut

zijn van een hydraulisch apparaat.17 Kunnen aangeven bij een hydraulisch apparaat

waar grote krachten ontstaan als gevolg van kleinere krachten.

18 Kunnen bepalen met welke factor een kracht vergroot wordt bij een simpel hydraulisch apparaat.

Paragraaf 319 Kunnen uitleggen wat onder hergebruik wordt

verstaan, in het bijzonder bij autowrakken.20 Kunnen uitleggen wat onder recycling wordt

verstaan en voorbeelden kunnen geven die met deverwerking van auto's te maken hebben.

21 Kunnen aangeven welke procedure wordt gevolgd bij het omsmelten van een auto.

22 Kunnen aangeven wat er gebeurt in een AVI aan de hand van een afbeelding daarvan.

23 Een definitie kunnen geven van de volgende termen: staal, schroot, shredder, slakken.

24 Twee scheidingstechnieken kunnen beschrijven voor afvalsnippers: magnetisme, dichtheid.

25 Kunnen uitleggen hoe mensen ervoor kunnen zorgen dat er minder afval ontstaat.

Extra 326 Kunnen uitleggen wat onder C2C wordt verstaan

en voorbeelden hiervan kunnen geven.27 Kunnen uitleggen wat onder biomaterialen wordt

verstaan en voorbeelden hiervan kunnen geven.

Paragraaf 428 Kunnen uitleggen door welke natuurkundige

verschijnselen (traagheid, krachten, remweg) een botsing gevaarlijk kan zijn voor inzittenden van auto's.

29 Een beschrijving kunnen geven van en een verklaring kunnen geven van de werking van de volgende veiligheidsvoorzieningen: kreukelzone, veiligheidskooi, veiligheidsgordels, airbags, hoofdsteun.

30 Aan de hand van een afbeelding kunnen aangeven hoe de klap van een voetganger bij een aanrijding met een auto minder heftig gemaakt kan worden.

31 Kunnen uitleggen door welke ontwikkelingen het verkeer in de toekomst veiliger zou kunnen zijn.

32 Kunnen uitleggen wat onder autonome auto's en onder rijden in treintjes wordt verstaan.

33 Kunnen uitleggen door welke ontwikkelingen het verkeer in de toekomst vlotter zou kunnen doorrijden.

Extra 434 Kunnen uitleggen wat onder een actief en passief

nachtzichtsysteem wordt verstaan en belangrijke verschillen daartussen kunnen benoemen.

35 Kunnen uitleggen wat infraroodstraling is.

2.6.3 Per paragraaf

Paragraaf 1Het onderwerp 'beweging' staat bekend als lastig voor leerlingen. Echt nieuw is het onderwerp hier echter zeker niet. In hoofdstuk 7 van deel 1b (geluid) kwam de formule voor snelheid al voor en in hoofdstuk 2 van deel 2a (auto) kregen met name de bewegingsdiagrammen en de relatie tussen nettokracht en soort beweging aandacht.Het feit dat het bij remmen om een vertraagde beweging gaat speelt eigenlijk geen rol. De stof is helemaal gericht op het kunnen uitrekenen van de stopafstand van auto's.Het lastigste nieuwe begrip is waarschijnlijk traagheid. Het is belangrijk dat u hierover geen misvattingen laat ontstaan bij de leerlingen en ze aan de hand van voorbeelden voldoende inzicht in dit onderwerp meegeeft. U kunt in de klas bijvoorbeeld het verschil in traagheid tussen een zware basketbal en een lichte plastic voetbal laten zien en voelen.De proeven 1 en 2, beide over de remweg van een fiets, kunt u tegelijkertijd laten doen door verschillende groepjes. Elk groepje doet dan maar één van de twee proeven en de groepjes presenteren hun bevindingen aan elkaar. De handremmen van de gebruikte fiets

51


moeten voor en achter even goed werken. Eventueel kunt u een fietshelm verplicht stellen bij deze proeven.

Paragraaf 2Het zal niet moeilijk zijn om uw leerlingen te wijzen op de aanwezigheid van vele soorten hefbomen in hun dagelijks leven. Het rekenen aan hefbomen in klas 2 wordt beperkt tot het rekenen met verhoudingen van armen en massa's. De grootheid moment wordt niet geïntroduceerd (dat komt meestal in klas 3).In de Extra worden hydraulische apparaten behandeld. U kunt de leerlingen die dit onderdeel doen er eventueel op wijzen dat dit onderwerp nauw verwant is met de pneumatische apparaten die in een Extra van hoofdstuk 5 aan de orde zijn geweest.Bij proef 4 moet de strip een groot gat hebben dat om de staaf past die aan het statief vastzit. Er moet een gaatje zitten op 2 cm aan de ene kant van het grote gat en drie gaten aan de andere kant, op 10, 20 en 30 cm. Als het statief aan een tafel wordt vastgeklemd, moet deze wellicht beschermd worden tegen beschadiging.Bij proef 6 kan het soort slang gebruikt worden dat voor aquaria wordt gebruikt. Het is verstandig om niet een sterke leerling deze proef met een zwakke leerling te laten doen.

Paragraaf 3U zou dit onderdeel van het hoofdstuk kunnen beginnen met het opwerpen van de volgende vraag onder de leerlingen: waar zijn eigenlijk alle auto's gebleven die niemand meer wil hebben of die niet meer kunnen rijden?Bij proef 7, een open onderzoek, is raadzaam dat u eerst zelf de proef inleidt want de meeste leerlingen zullen waarschijnlijk er niet toe komen om zelf de inleiding door te lezen. Het onderwerp dichtheid kunt u dan weer even ophalen, met enige voorbeelden.Bij proef 8 geldt: hoe hoger de gebruikte bak/maatcilinder is, hoe beter het verschil in valtijd meetbaar is. Zorgt u ervoor dat de diameter van de bolletjes een stuk kleiner is dan de diameter van de maatcilinder.Bij proef 9 kunt u in de bakjes snippers/voorwerpen van verschillende metalen en niet-metalen doen (bijvoorbeeld spijkers van verschillende metalen, nikkelen voorwerpen, aluminium voorwerpen, een paperclip met een plastic buitenkant, grafiet). Zet de namen van de materialen op de bakjes. Als de leerlingen de proef gedaan hebben, kunt u nog aan hen vragen of een elektromagneet voordelen heeft boven de permanente magneet. U kunt daarbij een demonstratie met een elektromagneet doen.

Paragraaf 4Afgezien van de wat oudere voorzieningen als de gordel, de airbag, de kreukelzone en de hoofdsteun, is in deze paragraaf een vrij willekeurige keuze gemaakt uit de vele meer recente veiligheidsvoorzieningen die

in auto's worden toegepast. Het staat u natuurlijk vrij om er nog andere bij te halen: parkeerhulp, ABS, cruise control etc. Eventueel kunt u een recent automodel onder de loep nemen of met de klas een echte auto gaan bekijken.Bij proef 10 kunt u ervoor kiezen om elk groepje hetzelfde basiskarretje te geven of te laten maken; alleen de bevestiging van het ei mag dan verschillen. U kunt zelf van te voren aangeven hoe lang de groepjes mogen werken aan hun karretje.

52


53


2.6.4 Antwoorden bij werkstukken en proevenANTWOORDEN PROEF 1

Wat is je conclusie?1 Wordt de remweg van een fiets groter als zijn beginsnelheid groter is? Ja.2 Is het verband tussen beginsnelheid en remweg recht evenredig? Je herkent een recht evenredig

verband aan de grafiek: die is een rechte, schuine lijn.De grafiek zal niet recht zijn, dus er is geen recht evenredig verband.

ANTWOORDEN PROEF 2


1 Hangt de remweg van een fiets af van het soort wegdek? Ja.2 Welk wegdek geeft de langste remweg?

In elk geval zal de remweg langer zijn voor nat gras dan voor droog gras. Vermoedelijk geeft nat gras de langste remweg. Bij zand en kiezelstenen zal de remweg kort zijn.

ANTWOORDEN PROEF 3


1 Waar moet het draaipunt van een hefboom liggen als je wilt dat de hefboom een kracht uitoefent die groter is dan je spierkracht?A vlakbij het gewichtje dat je wilt optillen.B in het midden van de hefboom.C vlakbij de plek waar je duwt met je vinger.A: Het draaipunt moet vlakbij het gewichtje liggen dat je wilt optillen.

2 Er is een nadeel als je een hefboom gebruikt.Kies het goede antwoord: Als het optillen van een gewichtje makkelijker gaat (voordeel), dan moet je met je vinger de hefboom veel / weinig centimeter naar beneden duwen

ANTWOORDEN PROEF 4


1 Welke kracht is het grootst als een hefboom in evenwicht is: de kracht die het dichtst bij het draaipunt is of die het verst van het draaipunt is?De kracht die het dichtst bij het draaipunt is.

2 Kun je uitrekenen hoeveel keer de kracht groter wordt als je weet hoever de krachten van het draaipunt zitten?A Ja, dat kan. Je moet dan de grootste afstand delen door de kleinste afstand.B Ja, dat kan. Je moet dan de kleinste afstand delen door de grootste afstand.C Met de metingen van deze proef is dat moeilijk te zeggen.A maar misschien C

54


ANTWOORDEN PROEF 5

Wat neem je waar?

totaal links aantal gewichtjes links

nummer van gaatje links

nummer van gaatje rechts

aantal gewichtjes rechts

totaal rechts

2 2 1 2 1 2

4 2 2 4 1 4

6 2 3 6 1 6

6 2 2 en 4 of 1 en 5 6 1 6


Hoe zorg je voor evenwicht bij een evenwichtsstang als je links en rechts van het draaipunt een verschillend aantal gewichtjes wilt hangen? Tip: let op de eerste en laatste kolom van de tabel.Er is evenwicht als er in de kolom 'totaal links' hetzelfde staat als in de kolom 'totaal rechts'. Dus de som van (het aantal gewichtjes x het nummer van het gaatje) moet links en rechts even groot zijn.

ANTWOORDEN PROEF 6

Wat neem je waar?

1 Welke zuiger legt de grootste afstand af: die van de grote of kleine spuit?De zuiger van de kleine spuit.

2 Lukt het je klasgenoot om de zuiger van de grote spuit ingedrukt te houden?Waarschijnlijk niet!


1 Wat gebeurt er met de beweging als een kleine zuiger wordt ingedrukt die via een vloeistof verbonden is met een grote zuiger? Beantwoord de vraag hieronder:De verplaatsing van de grote zuiger is groter dan/kleiner dan/even groot als die van de kleine zuiger.

2 Wat gebeurt er met de kracht als een kleine zuiger wordt ingedrukt die via een vloeistof verbonden is met een grote zuiger? Beantwoord de vraag hieronder:De kracht die de grote zuiger uitoefent is groter dan/kleiner dan/even groot als de kracht die op de kleine wordt uitgeoefend.

ANTWOORDEN PROEF 8


Is er een verschil in de valtijd van stukjes pvc en polystyreen in water?Eigen antwoord. De valtijd voor pvc zal bij nauwkeurige meting iets korter blijken te zijn dan die voor polystyreen.

55


ANTWOORDEN PROEF 9

Wat neem je waar?

1 Maakt het bij deze proef uit of je de noord- of zuidpool van de permanente magneet bij de materialen houdt? Nee.

2 Welke materialen worden door de permanente magneet aangetrokken? IJzer, nikkel, staal.


Kun je met een magneet alle metalen voorwerpen uit een berg afvalsnippers halen? Nee, want niet alle metalen voorwerpen worden door de magneet aangetrokken. Alleen de voorwerpen waarin ijzer of nikkel zit hebben magnetische eigenschappen en kunnen gescheiden worden.

56


2.7 Hoofdstuk 7 – De frisdrankenautomaat


Dit laatste hoofdstuk van Sensor wijkt enigszins af van alle voorgaande. Er komen weinig 'concrete' en/of nieuwe onderwerpen uit de natuurkunde en de techniek in voor. Er wordt ook vrijwel niet gerekend en getekend. Er komen wel enige technische producten in voor maar die worden niet opgevoerd vanwege hun technische eigenschappen maar uitsluitend als 'kapstop' waaraan de uitleg over systemen kan worden opgehangen. Als rode draad is in dit hoofdstuk voor de frisdrankenautomaat gekozen, en dan in het bijzonder voor het ontwerpen van dit apparaat. Deze automaat is bekend bij alle leerlingen en leent zich goed voor het onderwerp systemen.De hoofddoelstelling van dit hoofdstuk is dat de leerlingen abstracter leren denken over de werking van apparaten. Achterliggende gedachte is dat het

'denken in systemen' ook buiten de techniek nuttig kan zijn en dat alle leerlingen hier later profijt van kunnen hebben. Ook in vakken als aardrijkskunde, economie en biologie (de dennenappel van proef 1 en het menselijk lichaam van de Extra van paragraaf 3) zullen immers systemen voorkomen en dan kan enige training in het begrijpen van en omgaan met systemen geen kwaad.In klas 3 komt het onderwerp overigens vaak weer terug maar het lijkt erop dat het onderwerp in de bovenbouw uit het curriculum aan het verdwijnen is.Het systeembord wordt niet genoemd, laat staan gebruikt, in dit hoofdstuk maar het staat u natuurlijk vrij om uw leerlingen dit een keer te laten zien (al dan niet in digitale vorm op het digitale bord).


theorievragen

computerles

paragraaf 1Denken in systemen

1 Een verdeelautomaat 1 De dennenappel als systeem2 Brandbeveiliging

10

Extra 1Eén systeem voor verschillende doelen

4

paragraaf 2Soorten systemen

2 De vochtigheidsmeter 3 Een Sensor: de microswitch4 Een Sensor: de clixon

10 ja

Extra 2De stortbak in een toilet

4

paragraaf 3Van systeem naar apparaat

5 Een Sensor: het reedcontact6 Automatisch water bijvullen7 Voldoende druk

10 ja

Extra 3Je lichaam als systeem

3

paragraaf 4Logische poorten

7

Extra 4Een diefstalbeveiliging

3

Alternatieve lessen:− paragraaf 1: Uitvinders gezochtHerhaalopdrachten:− paragraaf 2: Soorten systemen

− paragraaf 4: Logische poortenPlusopdrachten:– paragraaf 3: Geprogrammeerde instructie

ontwerpen

57


− paragraaf 4: Een ander getallenstelsel

2.7.2 Leerdoelen

Paragraaf 101 Kunnen uitleggen wat ontwerpers als eerste doen

als zij een apparaat ontwerpen.02 Kunnen uitleggen wat onder systeemdenken

wordt verstaan als het om het ontwerpen van apparaten gaat.

03 Kunnen uitleggen wat onder een systeem wordt verstaan en hoe een systeem getekend wordt (blokschema).

04 De drie onderdelen van een systeem kunnen noemen en kunnen aangeven wat daarin globaal gebeurt.

05 Kunnen uitleggen wat deelsystemen zijn.06 Enige componenten van een frisdrankautomaat

en hun taken kunnen noemen.07 Uitleg kunnen geven bij en voorbeelden kunnen

geven van de volgende componenten: Sensoren, verwerkers, actuatoren.

Extra 108 Kunnen uitleggen dat een grasmaaier en een

scheerapparaat op basis van hetzelfde systeem werken.

09 Kunnen uitleggen dat ontwerpers voor elk deelsysteem verschillende oplossingen kunnen bedenken en daarbij vaak naar andere apparaten kijken.

Paragraaf 210 De drie soorten systemen kunnen noemen.11 De globale eigenschappen van deze drie soorten

systemen kunnen noemen.12 Kunnen uitleggen waarom bij een regelsysteem

terugkoppeling nodig is en daarvan een voorbeeld kunnen geven.

Extra 213 Kunnen uitleggen dat in een stortbak twee

deelsystemen zitten en deze kunnen beschrijven.14 De gekoppelde blokschema's van deze

deelsystemen kunnen opschrijven.

Paragraaf 316 Een aantal deelsystemen van een

frisdrankenautomaat kunnen noemen.17 De werking van een koelsysteem kunnen

beschrijven en het blokschema ervan kunnen geven.

18 Kunnen uitleggen wat een comparator doet en kan.

19 Kunnen uitleggen wat met een stroomschema wordt bedoeld en voorbeelden daarvan kunnen begrijpen.

20 Kunnen uitleggen wat met de volgende onderdelen van een frisdrankenautomaat wordt bedoeld en wat daar gebeurt: keuzesysteem, betaalsysteem, uitgiftesysteem.

00 Een definitie van de gebruikersinterface van aparaten kunnen geven.

21 De werking van de fietscomputer met reedcontact kunnen beschrijven.

22 Een inpaksysteem voor flessen op een lopendeband met lichtSensor kunnen beschrijven.

Extra 323 Enige Sensoren van het menselijk lichaam

kunnen noemen.24 De rol van het centrale zenuwstelsel kunnen

omschrijven.25 Actuatoren van het menselijk lichaam kunnen

noemen.26 De werking van reukzintuigcellen kunnen

beschrijven.

Paragraaf 427 Een omschrijving van logische poorten kunnen

geven.28 Het verband tussen input en output kunnen geven

bij een EN-poort en een OF-poort.29 Een toepassing van logische poorten kunnen

beschrijven.

Extra 430 Kunnen uitleggen hoe met RFID-chips winkels

beveiligd worden tegen diefstal.

2.7.3 Per paragraaf

Paragraaf 1Het blijkt lastig om een goede en voor leerlingen adequate algemene omschrijving van systemen te geven. Het volstaat voorlopig dat zij weten dat elk systeem als blokschema te tekenen is en dat elk van de drie onderdelen van dat schema een duidelijke taak vertegenwoordigen.

Paragraaf 2Het vaststellen om welke soort een systeem behoort, zal in het begin nog wel eens lastig zijn. Het kan daarom geen kwaad als u zelf nog wat voorbeelden (uit het dagelijks leven) aandraagt en daarover met de klas nadenkt: is er een display waarop een meetwaarde is te zien, is er terugkoppeling, wordt een bepaalde grootheid op een constante waarde gehouden, etc. Ook als u de Extra verder niet behandelt of laat verwerken door de leerlingen, is een demonstratie/uitleg van de stortbak een goede greep. Het is een duidelijk combinatie van twee systemen, zonder geheimzinnige elektronica.

Paragraaf 3Het is zaak dat u duidelijk maakt dat een stroomschema iets anders is dan een blokschema. Voor leerlingen zal een stroomschema concreter zijn. Bij het onderdeel Betaalsysteem kunt u, voor zover dat aan de orde is, teruggrijpen op de startopdracht.Om het blikveld van de leerlingen wat te verbreden worden in deze paragraaf naast de frisdrankautomaat

58


ook de fietscomputer en de lopende band met flessen behandeld.Werkstuk 2, de vochtmeter, kunt u aangrijpen om eventueel nog iets meer over elektronica te vertellen. Het weerstandje en de led kennen de leerlingen maar de transistor – toch de belangrijkste uitvinding van de twintigste eeuw genoemd – krijgt vaak nog altijd weinig aandacht bij natuurkunde en techniek (in klas 3 komt hij overigens vaak wel weer terug). Bij opdracht 8 is het het leukst om leerlingen op pad te sturen om op verschillende plekken in school de vochtigheid in bloempotten te onderzoeken.Bij proef 6 kunt u in plaats van een pomp de leerlingen ook een lampje laten gebruiken. Maar dan moetenzij het water in het bekerglas met het pingpongballetje steeds handmatig aanvullen. Dat moeten ze dan doen als het lampje brandt en zodra het lampje uit gaat moeten ze stoppen met het bijvullen. Met een pompje

werkt het natuurlijk wel het mooiste. Bij gebruik van een lampje is het wel noodzakelijk dat de antwoorden op de vragen met de leerlingen besproken worden. Zelf nakijken is dan niet meer mogelijk.Bij proef 7 kunnen de leerlingen in plaats van een zoemer ook een lampje gebruiken. Wat betreft het stuk rubber of de ballon (open geknipt) die de leerlingen gebruiken: zorgt u ervoor dat deze groot genoeg zijn om over de opening van het blik te spannen.

Paragraaf 4Bij de behandeling van de logische poorten kunt u wellicht terugverwijzen naar hoofdstuk 3 van deel 2a (de digitale camera). Daarin werd in de Extra van paragraaf 4 uitleg gegeven over analoge versus digitale signalen en over binaire codes. Een hoog signaal kan gelijk gesteld worden aan een 1 en een laag signaal aan een 0.0

59




OPDRACHT 5

ProbleemOok met munten die kleiner zijn dan 20 eurocent geeft de automaat nootjes. Bedenk hiervoor een oplossing.Jouw oplossing:Maak een plaatje met een gat erin voor de muntinworp, zodat te kleine munten hier doorheen vallen.

ANTWOORDEN PROEF 1

Wat neem je waar?1 Hoe stonden de schubben van de gedroogde dennenappel?

a Van de dennenappel af.@@wat doet a hier?@@2 Hoe stonden de schubben nadat de dennenappel nat was gemaakt?

b Tegen de dennenappel aan.@@wat doet b hier@@3 Hoe stonden de schubben de volgende dag?

De schubben stonden (waarschijnlijk) weer van de dennenappel af.

Wat is je conclusie?1 Wat is de invloed van vocht op de stand van de schubben van een dennenappel?

Bij nat weer gaan de schubben tegen de appel aan staan. De appel is dan dicht.2 Hoe ziet het blokschema voor de zaadverspreiding uit een dennenappel er uit?

Input: warmte. Verwerking: water verdampt uit de dennenappel. Output: de schubben gaan open en de zaden vallen uit de dennenappel.

ANTWOORDEN PROEF 2

Wat neem je waar?

1 Wat gebeurt er als je de voeding aan zet?Er gebeurt dan helemaal niets.

2 Wat zie je gebeuren met het kaarsvet en de metalen plaatjes?Het kaarsvet smelt en de metalen plaatjes komen steeds dichter bij elkaar. Ze raken elkaar als alle kaarsvet gesmolten is.

3 Wat gebeurt er met het water in de bekerglazen?Zodra de pomp aan gaat, wordt het water van het ene bekerglas in het andere bekerglas gepompt.

5 Werkte de installatie nu sneller?@@moet dit niet nr. 4 zijn@@Als het goed is reageerde de installatie nu sneller. Je hebt waarschijnlijk minder kaarsvet gebruikt en de contacten dichter bij elkaar gebracht.

60



1 Waaruit bestaat het systeem achter een brandbeveiligingsinstallatie?

2 Met welk deel van het systeem kun je de reactiesnelheid beïnvloeden?Met het verwerkingsdeel.

ANTWOORDEN PROEF 3

Wat neem je waar?

Stap 2@@dit doet ook vreemd aan@@3 Welk lampje brandt nu? Is de deur van de koelkast dan open of dicht?@@moet dit niet nr. 1 zijn?@

Het rode lampje, dat geeft aan dat de deur open staat.4 Geeft het lampje dat nu brandt aan dat de deur open of dicht is?

De deur is nu dicht want het groene lampje brandt nu.


1 Een microswitch die controleert of een deur goed dicht zit moet worden verbonden metA. maar één lampje.

2 De switch moet zo worden aangesloten dat de schakelaar bij een gesloten deurB. wordt ingedrukt.

3 Het lampje moet danB. niet brandenEr zijn ook systemen die met een groen lampje aangeven dat een deur goed is gesloten. Als de deur open staat brandt een rood lampje.@@inspring akkoord zo?@@

4 Wanneer brandt het groene lampje in dit systeem?B. Als de knop van de switch is ingedrukt.

ANTWOORDEN PROEF 4

Wat neem je waar?

1 Hoe ziet het metalen plaatje eruit? Beschrijf de vorm ervan.Een rond gebogen plaatje. Afhankelijk van hoe het op tafel ligt is het hol of bol.

2 Wat gebeurt er met het metalen plaatje als je het verwarmt?Het verandert van vorm, het buigt de andere kant op. Als het hol was wordt het bol en als het bol was wordt het hol. Door de vormverandering kan het zelfs wellicht omhoog springen.

61


3 Draait de ventilator?Nee.

4 Wat gebeurt er na een tijdje tijdens het verwarmen van de clixon?Tijdens het verwarmen van de clixon gaat op een bepaald moment de ventilator draaien.

5 Wat gebeurt er na een tijdje tijdens het afkoelen van de clixon?Tijdens het afkoelen van de clixon stopt op een bepaald moment de ventilator met draaien.


1 Bekijk figuur 8 goed en leg uit hoe een clixon werkt.Een clixon werkt door het kromtrekken van een metalen schijfje. Daardoor wordt een schakelaar in de clixon geopend of gesloten.

2 Hoe kun je met een clixon een automatische ventilator maken?Door de clixon als schakelaar in de stroomkring van de ventilator op te nemen.

3 Hoe ziet het systeem van de automatische ventilator eruit?

ANTWOORDEN PROEF 5

Wat neem je waar?

1 Gaat het lampje aan? Leg je antwoord uit.Nee, want de schakelaar in het NO-reedcontact staat open.

2 Wat gebeurt er als je de magneet langzaam naar het NO-reedcontact beweegt?Vanaf een bepaalde afstand gaat het lampje aan. Je ziet dan dat de schakelaar in het reedcontact gesloten is.

3 Wat gebeurt er als je de magneet langzaam van het NO-reedcontact af beweegt?Vanaf een bepaalde afstand gaat het lampje uit. Je ziet dan dat de schakelaar in het reedcontact open staat.

4 Leg uit wat er nu met het lampje gebeurt.Het lampje gaat aan want de schakelaar in het NC-reedcontact sluit de stroomkring.

5 Wat gebeurt er als je de magneet langzaam naar het NC-reedcontact beweegt?Vanaf een bepaalde afstand gaat het lampje uit, je ziet dan dat de schakelaar in het reedcontact open is.

6 Wat gebeurt er als je de magneet langzaam van het NC-reedcontact af beweegt?Vanaf een bepaalde afstand gaat het lampje aan. Je ziet dan dat de schakelaar in het reedcontact gesloten is.

62



Welk reedcontact is geschikt voor gebruik in de Sensor van een fietscomputer: een NO-reedcontact of een NC-reedcontact? Leg dit uit.Het NO-reedcontact is geschikt, want er moet een stroom lopen als de magneet langs de Sensor komt. Dan moet het reedcontact dus gesloten worden door de magneet en niet geopend.

ANTWOORDEN PROEF 6

Wat neem je waar?

1 Wat gebeurt er?De pomp loopt en pompt water in het bekerglas met het pingpongballetje. Het water stijgt daardoor. Op een bepaald moment duwt het pingpongballetje het knopje van de microswitch in. Daardoor stopt de pomp met werken.

2 Wat gebeurt er?Het pingpongballetje gaat omlaag en de pomp begint weer te werken en water te pompen.


1 Hoe werkt een automatische vulinstallatie voor een waterbak?Je kunt watervoorraad in een watervat automatisch laten bijvullen met behulp van een drijvendVoorwerp, een microswitch en een pomp. Je moet er de switch zo aansluiten dat hij de pomp uitschakelt als hij wordt ingedrukt. Als het water laag staat pompt de pomp water in het bekerglas waar het balletje in zit. Zodra het water hoog genoeg staat, drukt het balletje de schakelaar in. De pomp stopt dan met werken. Als er water uit het bekerglas verdwijnt zakt het waterpeil met het balletje, dat dan niet meer tegen de schakelaar drukt en begint de pomp weer te werken. De pomp vult het water aan totdat het balletje de switch weer indrukt en de pomp uitgeschakeld wordt.

2 Hoe ziet het stroomschema van het systeem van de automatische vulinstallatie eruit?

63


ANTWOORDEN PROEF 7

Wat neem je waar?

1 Wat doet de zoemer als je de voeding aan zet?Niets.

2 Welke drie veranderingen neem je waar?De magneet gaat naar beneden, het reedcontact maakt contact, de zoemer gaat.

3 Gaat het alarm meteen af als er nu lucht ontsnapt?Het duurt even voor het alarm afgaat.


1 Hoe werkt een alarmsysteem dat automatisch signaleert of er lucht uit een ruimte ontsnapt?B. Met een NC-reedcontact dat bij voldoende druk in de ‘uit-stand’ staat.

2 Hoe stel je het systeem zo af, dat het meteen alarm slaat als er lucht ontsnapt?A. De magneet moet zo dicht mogelijk bij het reedcontact zitten, zonder het contact te sluiten.

3 Hoe ziet het blokschema voor dit systeem er uit?Input: luchtdruk. Verwerking: magneet werkt op reedcontact. Output: alarm gaat wel of niet af.

4 Wat voor soort systeem is dit alarmsysteem: een meet-, stuur- of regelsysteem? Leg je conclusie uit!Een stuursysteem, want het systeem doet maar één ding: alarm slaan.

3 Materiaallijsten voor werkstukken en proeven

3.1 Materialen voor de proeven (Eurofysica)

Eurofysica BV Postbus 3435 5203 DK ‘s-Hertogenbosch T: 073 - 6232622 – F: 073 - 6219721 - E: [email protected]

Cursieve items komen eerder in de lijst ook al voor. Voor de volledigheid worden deze items toch opgenomen bij elk hoofdstuk waarin zij voorkomen.Items zonder aantal en productnummer zijn niet leverbaar via Eurofysica. Mogelijk wel bij Opitec. Zie daarvoor de materiaallijsten van Opitec verderop.

* = alleen voor demonstratie

Algemene benodigdheden:

Aantal Artikelnr. Omschrijving1 118241 Papierdispenser vr rol 120 mtr 21br

64


1 118242 Papierrol 70mtr 3 stuks voor 1182411 118612 Beschermbril Panorama1 118602 Laboratoriumjas maat L 52/54

Watervaste viltstiftLucifers of aansteker

65


Hoofdstuk 1 De waterzuiveringAantal Productnr Omschrijving

Benodigdheden voor het maken van “een ontzilter”Benodigdheden voor het maken van “een waterspuit”

5 117594 Reageerbuis 160/16 Duran Rand 100st1 118231 Reageerbuisrek 24x tot 18mm wit1 118110 Reageerbuisborstel met wolknop1 117110 Maatcilinder HM 10 ml1 S76021028U Koper(II)sulfaat 5H2O 500 gram

KeukenzoutSuiker

1 S76020375 Krijtpoeder Calc.carb.(geprecipit) c.z. 1 k1 S76021832 IJzer, poeder ZZ. 500 gr1 S76044004H Gedestilleerd water 1 liter1 118317 Spatellepel RVS 150 mm1 118323 Poederspatel 15 cm1 117316 Spuitfles PL 500 ml1 117823 Bekerglas Duran LM 250 ml1 111600 Thermometer -10/+110°C rood 30cm1 111674 Thermometer digitaal -50/+150°C1 EMB200-2 Balans 200 g 0,01 g aflezing1 118123 Teclu-Unit1 118155 Brandergaasje nichroom 15x15 cm

118256 Slang gas EN norm 1763-1 zwart 1mtr1 117135 Roerstaaf glas 200/6 mm 25 stuks3 117801 Bekerglas LM 100 ml4 117841 Erlenmeyerkolf NM 100 ml1 117112 Maatcilinder HM 50 ml3 117140 Trechter glas 60 mm6 118365 Filter rond snel 90mm 100st1 S76020391 Kalkpoeder Calciumhydroxide 500 g1 118228 Reageerbuishouder hout1 117231 Indampschaal 95ml H36 x D85mm1 118141 Pijpensteel driehoek pijplengte 5cm1 118647 Onderlegplaat vuurvast 40x25cm

SchuursponsAfwasmiddel

1 118332 Kroezentang RVS 30 cm1 117165 Destillatietoestel 100 ml Duran2 118252 Slang rubber 6x9 mm 1 meter1 118269 Rubberstop 18x24x30mm + 1gat 10 st1 117076 Glasparels 4 mm, 1 kg1 118422 Platzoolstatief met 75cm staaf RVS1 118470 Dubbelklem1 118476 Statiefklem 90 mm spanwijdte

Rode wijn1 S76022024 Actieve kool poeder (Norit) 500g

Mengsel van zand en keukenzout2 117347 Spuit PL 10 ml met naald1 117420 Slang PVC 3/5mm 1 meter

Plankje waaraan de spuiten bevestigd kunnen worden2 Stalen kogeltjes uit kogellager fiets1 117805 Bekerglas LM 600 ml1 111154 Stopwatch Stratos1 117327 Morsbak plastic, Afm. 562x355x64mm

66


Hoofdstuk 2 De autoAantal Productnr Omschrijving

Benodigdheden voor het maken van “een zuiger-krukasmodel”Benodigdheden voor het maken van “een muizenvalracer”

1 P0610300 Koperdraad geisol. 0,6 mm,100m1 114539 Ringmagneet keramisch 10 st.1 114605 Practicumvoeding 0-15V bij 0-3A DC1 114830 Experimenteersnoer 25 cm zwart1 114831 Experimenteersnoer 25 cm rood2 114310 Krokodillenklem per stuk1 114500 Staafmagneten 75x15x10 mm, set 2st.

SchuurpapierKurk van wijnfles

2 Grote paperclipsViltstiftSchuurkurkSpeelgoedkarretje met twee sets van vier even grote wielen

6-10 111154 Stopwatch Stratos1 111134 Rolcentimeter 3 meter1 401100 Meetlat 1 meter

Fel gekleurde stickerTouw

1 111145 Meetlint 20 meter in cassettestartvlagStoepkrijtFiets met stevige bagagedragerRuitjespapierA4 papierpasser

1 111130 Liniaal 20 cm, plastic transparantMuntstukPlakband

1 118171 Schaar huishoud 18 cmSimpele houten speelgoedautootjes met een rechte voor- en achterkantStevig papierKnikker

3 Triplex plankjes van 10 x 50 cmStuk vilt van 10 x 50 cmSchuimrubber van 10 x 50 cm minimaal 2cm dikLijm

3 Even grote en even zware plankjes van hout of kunststof (circa 200 gr)1 111029 Dynamometer 0-0,3 Newton1 111034 Dynamometer 0 - 1 Newton1 111035 Dynamometer 0-5 Newton1 111036 Dynamometer 0 - 10 Newton1 111300 Meetwagen met pen1 118521 Practicumrail-optiekbank 100cm1 111302 Katrol met stekerpen1 122150 Ruiter voor lichtbron-katrol1 111301 Stootveer met stekerpen1 111212 Schijfmassa-set 250 gram1 111220 Nylon koord 0,5 mm spoeltje van 25m

Crêpetape1* 118029 Hoffmann-toestel, compleet1 117594 Reageerbuis 160/16 Duran Rand 100st1 118123 Teclu-Unit

118256 Slang gas EN norm 1763-1 zwart 1mtr

67


1* P3912620 Houtspaanders 350x3mm 200 stuksAangezuurd water

Hoofdstuk 3 De digitale cameraAantal Productnr Omschrijving

Benodigdheden voor het maken van “een periscoop”Benodigdheden voor het maken van “een lichtgevoelig alarm”

1 114605 Practicumvoeding 0-15V bij 0-3A DC3 114830 Experimenteersnoer 25 cm zwart3 114831 Experimenteersnoer 25 cm rood1 122175 Diafragma met 1 en 2 spleten1 112110 Optiekset basis practicum bank EF

Vlakke spiegel1 111134 Rolcentimeter 3 meter1 111129 Liniaal 50cm Aluminium 0-kant dubb

Verschillende spiegels1 111123 Perspectief tekenplaat en voet4 Kopspelden

Karton A4 formaat1 114307 Fitting op voet E-271 118422 Platzoolstatief met 75cm staaf RVS2 118470 Dubbelklem2 118476 Statiefklem 90 mm spanwijdte

SpaarlampOndoorzichtig rond schijfje, iets kleiner dan spaarlampKleurpotlodenWit papierSatéstokjePlakband

1 112119 Set schijflenzen en spiegels1 122177 Diafragma met 3 en 5 spleten1 112057 Zakspectroscoop vast

KaarsTl-buis(Gloeilamp)(Halogeenlamp)Led-lampDaglichtlamp

1* 112013 Spectraallamp Natrium1* 112012 Spectraallamp kwik/UV1* 112020 Spectraallamphouder1* 112021 Spectraallamp-voeding 220 V

Rood-groen brilletje1 112046 Kleurenfilter-set met houder2 Gekleurd plastic1 P3910545 Condensator 47 UF 63 V2 Fotodiodes1 114017 Voltmeter AC/DC 3/15/30 V (analoog)1 114009 Voltmeter practicum analoog1 114005 Voltmeter digitaal 200,0 V DC1 114302 Fitting E-10 op voet1 114319 Lamp E10 6,0V 0,5A 10st

68


Hoofdstuk 4 Elektriciteit en veiligheidAantal Productnr Omschrijving

Benodigdheden voor het maken van “Installatietechniek”1 114605 Practicumvoeding 0-15V bij 0-3A DC1 114017 Voltmeter AC/DC 3/15/30 V1 114009 Voltmeter practicum analoog1 114005 Voltmeter digitaal 200,0 V DC1 114018 Amperemeter AC/DC 0,05 / 0,5 / 5 A1 114010 Amperemeter practicum analoog1 114004 Amperemeter digitaal 2,000 A DC3 114830 Experimenteersnoer 25 cm zwart3 114831 Experimenteersnoer 25 cm rood2 114840 Experimenteersnoer 50 cm zwart2 114841 Experimenteersnoer 50 cm rood2 114293 Universele voet, 12 bussen 4mm2 114217 Staafje met steker/bus 4 mm1 114230 Spoeltje koperdraad 0,2 mm1 P0610602 Koperdraad d=0,4 mm l=50 m PHYWE1 P0610603 Koperdraad d=0,5 mm l=50 m PHYWE

Weerstanden (20, 40, 50, 60, 80, 100, 150, 200, 300, 500 Ω)8 114310 Krokodillenklem per stuk1 114237 Spoeltje constantaandraad 0,4 mm1 114235 Spoeltje ijzerdraad 0.4 mm1 114280 SE/fitting E10 (te gebruiken met universele voet)1 114302 Fitting op voet E-101 114319 Lamp E10 6,0V 0,5A 10st1 114320 Lamp E10 6,0V 1,0A 10st1 114323 Lamp E10 12V 0,5A 10st1 114050 Wattmeter digitaal 230 V1 114051 Wattmeter analoog1 111154 Stopwatch Stratos

Elektrisch apparaat (bijvoorbeeld waterkoker, dompelaar, elektrisch kacheltje, …)1 114270 SE/weerstand LDR1 111129 Liniaal 50cm Aluminium 0-kant dubb

Zaklamp1 114775 Stekker, 2-polig met randaarde

HuishoudsnoerDraadstriptangVerdeeldoosSchroevendraaierSpanningzoekerGemonteerde buis met bochtenTrekveerInstallatiedraad 3 kleuren

69


Hoofdstuk 5 De onderzeebootAantal Productnr Omschrijving

Benodigdheden voor het maken van “Een zweef-vliegtuig”Benodigdheden voor het maken van “De ‘twir’”Plastic fles met gaatjes in de bodemBijbehorende dop (of passende rubberstop met 1 gat)

1 117422 Slang PVC 5/8 mm 1 meter1 118295 Siliconenslang 5 x 8 mm 1 meter1 118312 Slangenklem Hoffmann, 17 mm

Emmer75 Knikkers

Ballon1 111034 Dynamometer 0 - 1 Newton1 111035 Dynamometer 0-5 Newton1 111105 Blokjes bepaling dichtheid, set 5 st1 117823 Bekerglas Duran LM 250 ml1 117314 Druppeltuitflesje PL 50 ml kort1 117367 Nauwhalsfles met dop LDPE 10 ml1 117158 Overloopvat1 EMB 200-2 Balans 200g. aflezing 0,01 g.1 117802 Bekerglas LM 150 ml1 117805 Bekerglas LM 600 ml

Klei1 117111 Maatcilinder HM 25 ml1 117112 Maatcilinder HM 50 ml1 111109 Gelijke dichtheid, set 3 stuks

Driehoekig blokje1 111110 Onregelmatig gevormd lichaam1 191121 Pincet RVS anatomisch recht 20 cm2 Even grote knikkers van verschillend materiaal

Twee verschillende vloeistoffenEMB 2000-2 Balans 2000 g. aflezing 0.01 g

Ei (ongekookt)1 117807 Bekerglas LM 1000 ml1 117665 Maatcilinder LM 500 ml

Keukenzout1 117135 Roerstaaf glas 200/6 mm 25 stuks1 118317 Spatellepel RVS 150 mm1* 111523 Maagdenburger halve bollen1* 111512 Vacuumpomp, 220 V draagbaar1* 111519 Vacuumslang 10x20 mm, 1 meter1 117347 Spuit PL 10 ml met naald1 117348 Spuit PL 5 ml met naald1 117420 Slang PVC 3/5mm 1 meter1 111134 Rolcentimeter 3 meter

70


Hoofdstuk 6 Het auto-ongelukAantal Productnr Omschrijving

Benodigdheden voor het maken van “Een mobile”Benodigdheden voor het maken van “Een grijper voor zwerfafval”

1 Een fiets met handremmen en een snelheidsmeter1 111145 Meetlint 20 meter in cassette

Stoepkrijt2 Dun touw met heldere kleur (1 m)

Paar emmers met waterStokje of takje

2 118836 Liniaal RVS 300 mm1 111055 Massastuk aluminium 50 mg (of gebruik schijf uit 111212 Schijfmassa-set 250 gram)

Rondhout (lengte 10 cm, ø 1,5 cm)plakband

1 111207 Hefboomarm met ruiter1 111208 Hefboomarm-staafje1 118471 Dubbelklem draaibaar1 118422 Platzoolstatief met 75cm staaf RVS1 111036 Dynamometer 0 - 10 Newton1 111034 Dynamometer 0 - 1 Newton

Lijmklem1 118470 Dubbelklem7 111049 Cilindermassa 20 gram1 111020 Rekenbalans/krachtenarm/hefboom1 117346 Spuit PL 30 ml zonder naald1 117347 Spuit PL 10 ml met naald1 117348 Spuit PL 5 ml met naald1 117420 Slang PVC 3/5mm 1 meter

Keukenzout1 117135 Roerstaaf glas 200/6 mm 25 stuks1 118317 Spatellepel RVS 150 mm1 117112 Maatcilinder HM 50 ml

Stukje pvc en polystyreen1 117302 Aquarium plastic 10 liter

Identieke balletjes van pvc en polystyreen1 111154 Stopwatch Stratos1 114500 Staafmagneten 75x15x10 mm, set 2st.1 111112 Materiaalsoorten-set

Benodigdheden voor “Een veilig karretje voor eieren”

71


Hoofdstuk 7 De frisdrankenautomaatAantal Productnr Omschrijving

Benodigdheden voor het maken van “een verdeelautomaat”Benodigdheden voor het maken van “een vochtigheidsmeter”

2 117804 Bekerglas LM 400 ml1 111154 Stopwatch Stratos1 111643 Warmtelamp, infrarood1 117586 Petrischaal 150x25 mm glas

Dennenappel2 118471 Dubbelklem draaibaar2 118422 Platzoolstatief met 75cm staaf RVS3 114830 Experimenteersnoer 25 cm zwart3 114831 Experimenteersnoer 25 cm rood2 114840 Experimenteersnoer 50 cm zwart2 114841 Experimenteersnoer 50 cm rood1 114605 Practicumvoeding 0-15V bij 0-3A DC2 114310 Krokodillenklem per stuk2 114330 Koperelektrode2 114335 Elektrodenhouder1 111630 Bimetaalstrip met handvat

KaarsvetWaxinelichtjePomp met aquariumslangmicroswitch

1 114210 Led rood 5 mm op voet1 Op aanvraag Led groen 5 mm op voet1 118476 Statiefklem 90 mm spanwijdte1 118139 Haardroger 1800W mt koudeluchtstand1 114384 Windmolen (dynamo) op plateau1 111641 Thermostaatmodel, bimetaal

Clixon1 114279 SE/reedcontact (NC)

Reedcontact (NO)1 114293 Universele voet, 12 bussen 4mm1 114319 Lamp E10 6,0V 0,5A 10st1 114280 SE/fitting E10 (te gebruiken met universele voet)1 114500 Staafmagneten 75x15x10 mm, set 2st.1 117346 Spuit PL 30 ml zonder naald

Doorzichtig buisje met pingpongballetjeFietspomp

1 114281 SE/buzzer 2-12 VoltOpen blikje met een ventiel eraanDun rubber of ballonBreed elastiekPiepschuim dat precies op blikje past

72


3.2 Materialen voor de werkstukken (Opitec)###

S E N S O R VMBO-KGTNieuwe versie 2A + 2BMaterialen voor 100 lln, bij andere aantallen gelden verschillende prijzen en artikelnummers.Voor speciaal gezaagde maten* geldt een minimum orderbedrag van € 15,00.Als u de leerlingen zelf laat zagen, kunt u andere maten en hoeveelheden bestellen

Ook voor de proeven levert Opitec vele materialen.Kijk hiervoor in onze catalogus 2010-2012 of opwww.opitec.nl

Werkstuk Art.no. Benodigd materiaal Prijs per stuk

Nodig per 100

lln

Nodig per ll.

Totaal prijs per 100 lln

Hoofdstuk 1De waterzuivering

1 Ontzilter maken afhankelijk van het ontwerp

2 Waterspuit 106.164 Waterspuit € 5,00 100 1 pakket €500,00Geen losse materialen

Hoofdstuk 2De auto

1 Zuiger-krukasmodel 712.000 Triplex200 x 350 mm x 5mm * € 0,88 100 1 stuk €88,00640.219 Lat 10 x 50 x 500mm € 1,10 100 1 stuk €110,00

602.888Deuvel Ø 8 x 40mm, 150 stuks** € 4,85 1 1 stuk € 4,85

280.059 Spijkertje 10 mm, 250 gr** € 3,50 2 4 stuks € 7,00280.118 Spijkertje 40 mm, 1000gr** € 4,85 1 1 stuk € 4,85

261.016Bolkopschroef Ø 2x 10 mm, 100 stuks** € 1,40 2 2 stuks € 2,80

€217,50

2 Muizenvalracer 101.063 Muizenvalauto € 3,80 100 1 pakket €380,00OFLosse materialen 711.005 Triplex260 x 350 mm x 4mm * € 0,96 100 1 stuk €96,00

636.218 Grenen lat 5 x 40 x 500mm € 0,50 100 1 stuk €50,00244.138 Muizenval € 0,50 100 1 stuk €50,00

255.112Draadeind M3 x 200mm, 10 stuks € 2,00 10 1 stuk €20,00

267.016 Moertjes M3, 100st.** € 1,25 14 14 stuks €17,50537.012 Touw ca. 160 mtr. ** € 4,95 1 400 mm € 4,95268.022 Tussenringetjes M3, 1000 st.** € 3,50 2 10 stuks € 7,00260.077 schroeven Ø M3 x 20, 100 st.** € 1,50 2 2 stuks € 3,00265.186 Bout M3 x 40mm, 100 st.** € 2,35 1 1 stuk € 2,35

681.028Rondhout Ø 3mmx500, 10 stuks** € 1,35 10 450 mm €13,50

265.094 Boutje M3 x 16, 100 stuks ** € 1,75 1 1 stuk € 1,75

283.043Schroefogen 12 x 4mm, 100 stuks ** € 2,55 4 4 stuks €10,20

73


537.248 PTT-elastieken, 180 stuks ** € 8,50 1 1 stuk € 8,50685.038 Rondhout Ø 40 x 500mm € 3,50 3 14 mm €10,50

€295,25Hoofdstuk 3De digitale camera

1 Periscoop 713.005 Multiplex 540 x 70 x 6mm* € 0,56 200 2 stuks €112,00713.005 Multiplex 400 x 58 x 6mm* € 0,34 300 3 stuks €102,00

874.517 Polystyreenspiegel 435x250mm € 3,15 1087x58mm

(2x) €31,50€245,50

2 Lichtgevoelig alarm 105.107 Lichtalarm (zonder batterij) € 3,45 100 1 stuk €345,00OF

Losse materialen 727.240Multiplex plankje 73 x 53 x 12mm* € 0,11 100 1 stuk €11,00

280.048 Punaises, 1000 stuks € 5,50 1 6 stuks € 5,50212.072 Schakelaar, 10 stuks € 1,70 10 1 stuk €17,00

231.428Weerstand 1,8kΩ bruin, grijs, rood, 10 stuks € 0,31 10 1 stuk € 3,10

231.554Weerstand 18kΩ bruin, grijs, oranje, 10 stuks € 0,31 10 1 stuk € 3,10

232.021 LDR € 0,63 100 1 stuk €63,00233.060 Transistor BC 548, 10 stuks € 0,85 10 1 stuk € 8,50215.022 Zoemer met snoertjes, 10 stuks € 13,25 10 1 stuk €132,50207.058 Batterijclip 9 volt € 0,15 100 1 stuk €15,00245.394 Schellendraad, 100 meter** € 6,40 1 100mm € 6,40

Beschermkap 876.506 Acrylglas 161 x 30 x 3mm* € 0,19 100 1 stuk €19,00876.506 Acrylglas 80 x 60 x 3mm* € 0,19 100 1 stuk €19,00876.506 Acrylglas 110 x 30 x 3mm* € 0,13 100 1 stuk €13,00

261.016Schroefjes 2x 10 mm**, 100 stuks € 1,40 6 6 stuks € 8,40

Eventueel 204.112 Batterij 9 volt, 12 stuks** € 10,00 9 1 stuk€324,50

Hoofdstuk 4Elektriciteit en veiligheid

1 Installatietechniek 701.179 MDF-plaat 300 x 600 x 10mm € 2,55 100 1 stuk € 255,00Overige materialen niet leverbaar

Hoofdstuk 5De onderzeeboot

1 Zweefvliegtuig 102.698 Zweefvliegtuig Cloud € 2,25 100 1 pakket €225,00

2 Twir 101.773 Twik € 3,15 100 1 pakket €315,00OFLosse materialen 629.508 Balkje 200 x 20 x 20mm* € 0,24 100 1 stuk €24,00

681.039Rondhout Ø 4mm, 500 mm, 10 stuks** € 1,40 4 150 mm € 5,60

635.217 Latje 500 x 20 x 5 mm € 0,36 100 1 stuk €36,00

74


826.718Lasdraad Ø 2,0 mm dik, 500mm, 10 stuks** € 1,20 4 150 mm € 4,80

827.218Lasdraad Ø 3,0 mm dik, 500 mm, 10 stuks** € 2,40 10 430 mm €24,00

840.192 Wormwiel, 10 stuks € 2,75 10 1 stuk €27,50

819.195Messing hulzen Ø 4/0,4 x 5 mm, 10 stuks € 0,40 40 4 stuks €16,00

601.124Houten wielen Ø 30 x 8mm, 10 stuks € 1,40 40 4 stuks €56,00

256.025 Metalen assen Ø 3 x 95mm € 1,00 20 2 stuks €20,00

842.622Reduceerhulpstukken Ø 4/3mm, 10 stuks** € 0,65 60 6 stuks €39,00

842.099 Tussenringetjes, 10 stuks** € 0,65 40 4 stuks €26,00840.022 Tandwiel Ø 15mm, 10 stuks € 1,00 10 1 stuk €10,00

niet leverbaar PVC pijp Ø20/17 x 275 mm€288,90

Hoofdstuk 6Het auto-ongeluk

1 Mobile 250.276 Ijzerdraad Ø 2mm, 200 meter ** € 21,75 1 1 meter €21,75538.728 Nylondraad, 25 meter ** € 1,25 4 1 meter € 5,00

Figuurtjes naar eigen idee bv. 876.029 Plexiglasresten € 49,00 1 €49,00of: 700.508 Multiplexresten € 14,75 1 €14,75

486.880Belletje, verschillende maten, 30 stuks € 1,25 4 1 stuk € 5,00

€95,50

2Oppakker (eigen ontwerp) afhankelijk van het ontwerpOFStandaard model 713.005 Multiplex 120 x 120 x 6 mm* € 0,21 100 1 stuk €21,00

713.005 Multiplex 120 x 60 x 6mm* € 0,11 100 1 stuk €11,00713.005 Multiplex 30 x 500 x 6mm* € 0,22 200 2 stuks €44,00

265.131Bout cilinderkop M3 x 25, 100 stuks € 1,95 2 2stuks € 3,90

267.016 Moer M3** € 1,25 2 2 stuks € 2,50

993.301Ijzerdraad Ø 1,6mm, 300 meter** € 22,50 1 400 mm. €22,50

537.160 Elastiekjes, ca. 200 st.** € 1,45 1 1 stuk € 1,45€106,35

Hoofdstuk 7De frisdrankenautomaat

1 Verdeelautomaat 881.048 Perspex Ø 6 x 1000mm € 2,55 5 50 mm €12,75537.012 Katoenkoord, 160 mtr.** € 4,95 1 50 mm € 4,95

niet leverbaar Plaatje PVC 3 x 100 x 250 mm

alternatief 876506Plaatje plexiglas 3 x 100 x 250 mm* € 1,00 100 1 stuk €100,00


alternatief 876.506Plaatje plexiglas 3 x 100 x 150 mm* € 0,60 100 1 stuk €60,00


alternatief 876.001Plaatje plexiglas 2 x 200 x 150 mm* € 0,96 100 1 stuk €96,00

niet leverbaar PVC-buis Ø32 x 50mm

75


niet leverbaar PVC-buis Ø 40 x 100 mmniet leverbaar PVC-buis Ø 100 x 100 mm

€273,70

2 Vochtigheidsmeter 628.215 Grenen latje 500 x 5 x 5mm € 0,20 25 120 mm € 5,00639.217 Houten lat 500 x 30 x 10 mm € 0,65 20 100 mm €13,00806.507 Metaal 150 x 80 x 1 mm* € 0,41 100 1 stuk €41,00303.035 Isolatietape, 6 x 3 mtr.** € 2,25 2 300 mm € 4,50

261.016Houtschroefjes 2,5 x 10mm, 100 stuks** € 1,40 8 8 stuks €11,20

233.059 Transistor BC 547, 10 stuks € 0,75 10 1 stuk € 7,50236.010 Led rood 5 mm, 10 stuks € 0,90 10 1 stuk € 9,00231.358 Weerstand 470 kOhm, 10 stuks € 0,35 10 1 stuk € 3,50

826.718Lasdraad Ø 2mm, 500mm lang, 10 stuks € 1,20 10 500 mm €12,00

247.012 Koperdraad Ø 0,5mm, 10 mtr. € 1,10 1 20mm € 1,10245.045 Tweelingsnoer 0,75 mm € 0,33 100 1 mtr. €33,00

Hulpstuk 630.717 Vierkante lat 500 x 30 x 30mm € 1,35 1100mm p.klas € 1,35

Eventueel 204.053 Penlite batterijen** € 0,24 200 2 stuks€142,15

Apart te bestellen zijn de volgende verbruiksmaterialen.zie ook blz. 412 332.077 Kunststofboor bv. Ø 3 mm € 4,60

zie ook blz. 183 303.013Acrifix kunststoflijm, tube 100 gram € 9,50

zie ook blz. 185 301.678 Collall alleslijm, fles 250 ml € 2,75zie ook blz. 185 302.881 Bison houtlijm, fles 250 ml € 4,90

zie ook blz. 185 302.939Bison houtlijm, fles 250 ml, topspeed € 5,95

zie ook blz. 186 302.652 Crepe plakband, 18 mm € 1,15zie ook blz. 186/187 302.412 Plakband € 0,55zie ook blz. 187 302.269 Dubbelzijdig tape € 4,75zie ook blz. 328 484.718 Foamtape € 1,35

zie ook blz. 189 300.641Lijmsticks Ø 11 x 200 mm, 110 stuks € 21,00

zie ook blz. 191 401.840Wit tekenpapier 120 grams, 25x32,5, 500 vel € 18,75

zie ook blz. 194 403.012 Gekleurd papier A4, 500 vel € 25,00

zie ook blz. 157 994.477Soldeerdraad met harskern, 1 kg € 22,50

zie ook blz. 158 317.135Elektronicasoldeer, Ø 1mm, 1 kg € 39,00

zie ook blz. 164 603.013 Assortiment schuurpapier € 7,00zie ook blz. 413 331.014 Houtboortje bv. Ø 3 mm € 0,50zie ook blz. 411/412 304.713 Metaalboortje bv. Ø 3 mm € 0,45

zie ook blz. 430 351.203Figuurzaagjes, bv. gr. 5, 144 stuks € 12,50

Legenda:

*Minimale afname per gezaagde maat is 15,00

€ 14.00 Bestelbedrag te laagDeze materialen zijn voor meerdere werkstukken te gebruiken

76


Opitec bouwpakketPrijzen zijn vrijblijvend; kijk voor de meest actuele prijzen op onze website www.opitec.nl

77


ColofonAuteur:Fons Alkemade

Met medewerking van:Peter CoxWim van den Munckhof

Ontwerp:Uitgeverij Malmberg

Opmaak:Fundamentaal communicatie | educatie, Culemborg

78

Tweede druk, eerste oplage

Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand, of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen, of enige andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever. Voorzover het maken van kopieën uit deze uitgave is toegestaan op grond van artikel 16b Auteurswet 1912 j° het Besluit van 20 juni 1974, St.b. 351,

zoals gewijzigd bij het Besluit van 23 augustus 1985, St.b. 471, en artikel 17 Auteurswet 1912, dient men de daarvoor wettelijk verschuldigde vergoedingen te voldoen aan de Stichting Reprorecht (Postbus 3051, 2130 KB Hoofddorp). Voor het overnemen van gedeelte(n) uit deze uitgave in bloemlezingen, readers en andere compilatiewerken (artikel 16 Auteurswet 1912) dient men zich tot de uitgever te wenden.© Malmberg ’s-Hertogenbosch

Documents

Titelpagina - sensor.prd.vo.malmberg.nlsensor.prd.vo.malmberg.nl/uploads/manual/document/...… · Web viewVMBO-KGT. docentenhandleiding ... is een methode voor nask en techniek