We wensen jullie veel succes en een leuke en leerzame Eureka Cup!

Transcriptie

1

2 Space exploration gaat over ruimtevaart. Nergens is techniek zo belangrijk als in de ruimtevaart. De allernieuwste technieken worden gebruikt in spaceshuttles en marslandertjes. Nieuwe materialen worden ontwikkeld om immens hoge temperaturen te weerstaan. De nieuwste uitvindingen worden gebruikt om ver buiten onze aarde onderzoek te verrichten en het leven van ruimtevaarders aangenamer en veiliger te maken. Vaak leiden ontwikkelingen in de ruimtevaart zelfs tot nieuwe produkten op onze eigen planeet. Natuurkunde gaat over ontdekken. Ontdekken waarom de planeten om de zon draaien, waarom een voorwerp met een parachute langzamer valt, waarom licht van de sterren soms een andere kleur lijkt te hebben of waarom een raket opstijgt als hij de straalmotoren aanzet. Maar ook waarom er een elektrische stroom door een koperdraad kan lopen, waarom je op een röntgenfoto je botten ziet, waarom sommige mensen met een bril op beter kunnen zien en ga zo nog maar even door. Bij natuurkunde leer je op een goede manier problemen op te lossen. Problemen uit de natuur en techniek, waarvan de oplossingen vaak leiden tot nieuwe toepassingen. Zo is de natuurkunde de basis voor nieuwe uitvindingen en technische ontwikkelingen. Niet alleen in de ruimtevaart, maar in bijna alles wat je om je heen ziet. De organistatie van de Eureka Cup wil jullie op een andere en leuke manier kennis laten maken met natuurkunde en techniek. We willen laten zien hoe belangrijk en hoe leuk natuurkunde en techniek zijn. In de derde klas zullen jullie een profiel moeten kiezen. Wordt het een profiel met of zonder techniek, met of zonder natuurkunde? We hopen dat dit project je helpt bij het nadenken hierover zodat jij een goede keuze voor jezelf kunt maken. Wil je meer weten over natuurkunde en techniek? Op vind je een paar links om verder kennis te maken met deze wonderlijke wereld! We wensen jullie veel succes en een leuke en leerzame Eureka Cup! Eureka Cup 2007

3 Smooth Landing Ontwerp en maak een schaalmodel van een sonde die veilig kan landen op Venus (Bron: ESA)

4 Project Op dit moment is het NLR, het Nationaal Lucht- en Ruimtevaartlaboratorium, bezig met het plannen van een missie naar Venus. Na jaren van alleen maar kijken vinden ze het nu tijd om de planeet zelf te gaan verkennen. Om meer te weten te komen over de planeet en de atmosfeer heeft het NLR nieuwe en betere meetinstrumenten gemaakt. Deze zullen goed meten hoe de atmosfeer eruit ziet en eenmaal geland op het oppervlak zullen ze de bodem gaan bekijken. Tijdens de vlucht worden er ook nog foto s en video s gemaakt. Deze worden gebruikt om goed te kunnen zien hoe alles eruit ziet. Figuur 1: Het logo van NLR. Waarschijnlijk kun je je voorstellen dat dit een erg groot en moeilijk project is, zelfs voor het NLR. Ze hebben alle meetinstrumenten al gemaakt, maar wat blijkt nu: de instrumenten zijn heel erg gevoelig! Hierdoor is het ontwerp voor de sonde, het stuk van de raket waar de instrumenten in zitten, niet meer goed genoeg. Daarom krijgen jullie als projectgroep de opdracht om een sonde te ontwerpen die de meetinstrumensten veilig kan laten landen op Venus. Figuur 2: Een foto van Venus, zoals zij eruit ziet boven haar wolken (links) en onder haar wolken (rechts). (Bron: NASA) Eureka Cup 2007

5 Figuur 3: Een impressie van verschillende momenten tijdens de landing van een sonde. (Bron: ESA) Omschrijving Jullie zijn een projectgroep van het NLR. De opdracht is om een prototype van een nieuwe sonde te ontwerpen. Dit prototype moet een test doorstaan. Vanaf een hoogte van 5 meter moet een ei heel landen op een stenen vloer. Het ei stelt de gevoelige meetinstrumenten voor. Eisen Het ei (de meetinstrumenten) moeten heel aankomen. Een zo lang mogelijke vlucht, om de atmosfeer zo lang mogelijk te meten en foto s te maken. De sonde moet zo licht mogelijk zijn, om kosten te besparen. Een zo klein mogelijke sonde, alleen tijdens de vlucht mag er eventueel wat uitklappen of schuiven. Een zo precies mogelijke landing in het midden van het doelgebied. Smooth Landing

6 Het Onderzoek Bij het ontwerpen van een product, zoals de sonde, is het belangrijk om eerst een vooronderzoek te doen. Daarna start pas het bedenken van het échte product en het maken van een model ervan. Maak een onderzoeksrapport waarin de volgende drie deelonderzoeken verwerkt zijn. Deelonderzoek 1 Het NLR wil dat jullie één bestaande manier beschrijven om dingen af te remmen in de lucht: met een parachute. In het onderzoeksrapport willen ze graag terugzien hoe een parachute werkt. Hierin mag de term luchtwrijving natuurlijk niet ontbreken. Verder willen ze dat jullie één bestaande manier beschrijven om dingen af te remmen als ze ergens tegenaan komen: de airbag. Leg uit wat een remweg is en of deze voor een zachte botsing groot of juist klein moet zijn. Figuur 4: Een mede door het NLR ontworpen parachute die helemaal zelfstandig kan vliegen én landen. (Bron: NLR) Eureka Cup 2007

7 Deelonderzoek 2 Het NLR wil dat jullie 2 nieuwe manieren onderzoeken om in de lucht af te remmen en twee manieren om bij een botsing af te remmen. In het onderzoeksrapport wil het NLR zien hoe elke manier werkt door een tekening en een korte omschrijving. Denk hierbij aan de 5 gestelde eisen. Figuur 5: Dit zijn de airbags die NASA gebruikte om hun sonde veilig te laten landen op Mars. (Bron: NASA) Deelonderzoek 3 Het NLR wil 2 ontwerpen, die aan de 5 eisen voldoen. Van elk ontwerp willen ze een tekening en een uitleg over hoe de sonde werkt op Venus en op een andere planeet. Het beste ontwerp werken jullie uit tot een prototype. Dit prototype zullen jullie ook moeten testen. In het onderzoeksrapport is duidelijk jullie keuze gemotiveerd en staan de resultaten van de test. Ook eventuele verbeteringen die jullie doorgevoerd hebben na het testen zijn duidelijk beschreven. Smooth Landing

8 Werkwijze Team Dit project voeren jullie uit in een team van 5 klasgenoten. Jullie mogen een leuke naam voor je team bedenken. Jullie docent is jullie begeleider, bij hem of haar kun je altijd met vragen terecht. Plan van aanpak Bij elk deelonderzoek maak je een plan van aanpak. Dit is maximaal een A4 tje waar overzichtelijk de volgende dingen op staan: De naam van het project. Voor welk onderdeel dit het plan van aanpak is. Welke werkzaamheden jullie gaan uitvoeren. Hoe jullie de taken verdelen. Wanneer de werkzaamheden uitgevoerd gaan worden. Welke materialen er nodig zijn. Wanneer jullie als team overleggen en waarover dat zal gaan. Het plan van aanpak laat je even zien aan je docent, als hij of zij het goedkeurt begin je met de uitvoering ervan. Planning De planning van het project over een periode van 4 of 5 weken ziet er als volgt uit: Week 1: Maken plan van aanpak deelonderzoek 1. Uitvoeren plan van aanpak deelonderzoek 1. Week 2: Maken plan van aanpak deelonderzoek 2. Uitvoeren plan van aanpak deelonderzoek 2. Week 3: Maken plan van aanpak deelonderzoek 3 (voor week 3 én 4). Uitvoeren plan van aanpak deelonderzoek 3. Week 4 en eventueel week 5: Uitvoeren plan van aanpak deelonderzoek 3. Afronden van de opdracht en voltooien van het rapport. Eureka Cup 2007

9 Figuur 6: De ruimte. (Bron: ESA) Materialen Voor het maken van jullie model hebben jullie verschillende materialen nodig. Probeer deze zoveel mogelijk zelf te regelen. Voor materialen waar jullie zelf niet of moeilijk aan kunnen komen, kunnen jullie altijd je docent om hulp vragen. Informatiebronnen Voor sommige onderdelen zullen jullie informatie van andere bronnen nodig hebben. Dit kan bijvoorbeeld de bibliotheek of het internet zijn. Op internet is een goede plek om te beginnen. Daar vind je een aantal stukjes theorie en links voor jullie project. Je kunt natuurlijk ook zelf zoeken naar nuttige internetpagina s. Rapport Het rapport is een document waarin jullie advies uitbrengen aan de opdrachtgever. Hierin verwerken jullie: Het probleem van de opdrachtgever. De uitwerking van de verschillende onderdelen van het project. Het ontwerp van jullie product. Hoe jullie bij dat ontwerp gekomen zijn. Eventueel de resultaten van jullie eigen tests. Model Jullie maken in dit project ook een model van het door jullie ontworpen product. Dit wordt getest in jullie klas, en wie weet ook op de Eureka!Day op 24 mei 2007 in Eindhoven. Veel succes! Smooth Landing

10 Testopstelling Op de Eureka!Day wordt jullie sonde getest op de door het NLR voorgestelde manier. Denk er wel aan dat we ter plekke een ei in jullie sonde moeten stoppen, dus zorg ervoor dat dit kan. Hierna zal een vakkundige jury jullie sonde beoordelen op de door het NLR gestelde eisen. Zij zien graag creatieve oplossingen voor het probleem, dus leef je uit! De sonde 5 meter Stenen vloer 3 meter 3 meter Figuur 7: Een schematische weergave van de testopstelling. Eureka Cup 2007

11 Notities Smooth Landing

12