Krachtpatsers Primair Onderwijs ontdekkingsreis tussen fantasie en werkelijkheid Oosterdok 2 1011 VX Amsterdam tel 0900 91 91 200 ( 0,10 p/min.) info www.e-nemo.nl e-mail info@e-nemo.nl
LESMATERIAAL KRACHTPATSERS - PRIMAIR ONDERWIJS Wie niet sterk is moet slim zijn Waarom stort een brug niet in? Hoe kan een zware ophaalbrug toch makkelijk open en dicht? Wat voor een snaar zit er in een auto? Waarom gaat een fiets vooruit? Door op een slimme manier gebruik te maken van vormen en materialen kun je hele sterke constructies maken. Welke krachten hierbij een rol spelen kun je zelf ervaren door in NEMO te experimenteren met bruggen en gebouwen. Veel plezier! 2
SAMEN STERK De boog Bouw de boogbrug volgens de instructies. Wat gebeurt er als je bovenop de boog met zwarte kades duwt?... Klap de kades weg en duw opnieuw bovenop de boog. Wat gebeurt er nu?... De zwaartekracht trekt de stenen naar beneden. Maar door de boogvorm zitten de stenen elkaar in de weg. De kracht naar beneden wordt daarom omgezet in een zijwaartse kracht. Deze kracht wordt opgevangen door de kades. Als de kades er niet zijn, kan de zijwaartse kracht zijn werk doen. De stenen glijden weg en de brug stort in. Bouw je eigen kaasbrug! Plat stuk kaas van anderhalve cm dik, papier, schaar, mesje. Let op: Plaats onder de twee bouwstenen op tafel een klein stukje papier. Knip de voorbeeld-bouwsteen van blz. 12 uit en leg de steen op het stuk kaas. Snij zeven bouwstenen uit de kaas. Snij ook twee grote stukken uit: de kades. Bouw nu je brug. Je kunt de brug het beste plat op tafel bouwen. Als de brug klaar is zet je hem rechtop. Probeer het met en zonder kades! 3
OVER BRUGGEN De blauwe brug Ga op de brug staan en veer een beetje op en neer. Wanneer buigt de brug het minste door? Als de bogen wel onder de brug staan Als de bogen niet onder de brug staan De kracht die door jouw gewicht op de plaat komt is erg groot. Hierdoor buigt het brugdek door. Om dit doorbuigen te voorkomen kun je twee bogen onder het brugdek plaatsen. De kracht op de plaat wordt dan opgevangen door de bogen. Maak een stevige brug van papier! 2 velletjes A4 papier, 18 cd-hoesjes, 1 euromunt, liniaal. Maak twee stapels van negen cd-hoesjes. Zorg dat de stapels 15 cm uit elkaar staan. Leg er een vel papier op. Test je brug door er een euromunt op te leggen. Wat gebeurt er? Buig van het andere vel papier een boog en plaats de boog tussen de cd-stapels. Leg de euromunt weer op de brug. Wat gebeurt er nu? 4
OVER BRUGGEN De aluminium brug Deze brug bestaat uit twee platen. Ga eerst op het ene brugdek staan en daarna op het andere. Kijk goed naar de spiegels voor het brugdek. Hoe komt het dat het ene brugdek meer doorbuigt dan het andere? De twee brugdekken zijn van verschillend materiaal Het ene brugdek heeft een profiel, het andere brugdek niet Het ene brugdek steunt op een boog, het andere brugdek niet Door een plaat een bepaalde vorm (profiel) te geven, kan dezelfde plaat veel sterker worden en meer gewicht dragen. Dit komt omdat de krachten die op de plaat duwen worden verdeeld. Maak een stevige brug van papier! Profielen 2 velletjes A4 papier, 18 cd-hoesjes, euromunten, liniaal. Maak twee stapels van negen cd-hoesjes, zorg dat er 15 cm ruimte tussen de stapels zit. Vouw een vel papier in een harmonica en leg dit op de cd-stapels. Test je brug door er een euromunt op te leggen. Wat gebeurt er? Hoeveel munten kan jouw brug dragen voordat die instort? Probeer ook eens andere vormen uit! 5
SAMEN STERK Evenwicht Bouw volgens de tekening de piramides. Probeer het van klein naar groot en andersom. Waarom lukt de ene wel maar de andere niet?... De blokjes van de omgekeerde piramide (van klein naar groot) zouden normaal omvallen. De touwtjes tussen de blokjes zorgen ervoor dat de piramide in evenwicht blijft. De touwtjes staan strakgespannen door de trekkracht. Het tegenovergestelde van trekkracht is duwkracht. Touwtjes kunnen geen duwkracht opvangen, daarom lukt het niet om een gewone piramide (van groot naar klein) te bouwen. Duwen en trekken! 1 vriendje of vriendinnetje, stuk touw van 1 meter met 2 lussen aan de uiteinden. Ga tegenover elkaar staan en pak elkaars handen vast. Hoever kun je achter over hangen? Voel je de kracht op je armen? Probeer nu eens naar elkaar toe te leunen terwijl je elkaars handen blijft vasthouden. Voel je de kracht op je armen? Pak nu allebei een lus van het touw vast en herhaal beide oefeningen. Wat gebeurt er met het touw? 6
SAMEN STERK Vakwerk Bouw volgens de instructies de grote driehoek. De balkjes en touwtjes kun je niet zomaar verwisselen. Blijkbaar werken er op de balkjes andere krachten of meer krachten dan op de touwtjes. Hoeveel touwtjes heb je nodig om de driehoek los te laten staan? 1 touwtje 3 touwtjes 5 touwtjes Door de balkjes en touwtjes op de juiste plaats aan te brengen, kan de driehoek los blijven staan. Trekkracht wordt opgevangen door de touwtjes. Duwkracht wordt opgevangen door de balkjes. Welke vorm is steviger? Karton, 7 splitpennen, perforator, schaar, touw. Plak de voorbeeldstroken van blz. 12 op een stuk karton en knip ze netjes uit. Maak aan beide uiteinden van de zeven stroken een gaatje. Maak een vierkant en een driehoek met behulp van de splitpennen. Houd het figuur tussen je duimen en wijsvingers vast en probeer het te bewegen. Kun jij het vierkant stevig maken met een strook van de driehoek? Lukt het ook met touw? 7
OVER BRUGGEN De Magere Brug Open de ophaalbrug. Wanneer gaat de brug het gemakkelijkst omhoog? Als de gewichten dichtbij het brugdek zijn gedraaid Als de gewichten ver van het brugdek af zijn gedraaid Om een ophaalbrug makkelijk open en dicht te kunnen doen wordt een contragewicht gebruikt. Als het contragewicht dichtbij het brugdek zit, gaat de brug moeilijk open. Als het contragewicht ver van het brugdek af zit, gaat de brug makkelijk open. Zoek het evenwicht! 6 suikerklontjes, lange liniaal. Stapel drie suikerklontjes op elkaar. Leg de liniaal bovenop je bouwwerk. Je hebt nu nog drie klontjes over. Plaats een suikerklontje aan één van de uiteinden van de liniaal. Waar moet je de andere twee klontjes plaatsen zodat er een evenwicht ontstaat? Je kunt natuurlijk verder experimenteren met meer suikerklontjes! 8
DRAAI EN BEWEEG Draai aan het handwiel en schakel de tandwielen, door aan de staven te trekken of te duwen, terwijl je draait. Kan de schildpad de race van het haasje winnen? Ja Nee Ze zijn even snel Met tandwielen kun je een beweging versnellen of vertragen. De schildpad kan de race van het haasje winnen als een goede schakeling van de tandwielen wordt gemaakt. Als een klein tandwiel een groot tandwiel aandrijft, krijg je een vertraging. Als een groot tandwiel een klein tandwiel aandrijft, krijg je een versnelling. Is de skater sneller dan het vliegtuig? Karton, hobbylijm, schaar, schoenendoos, splitpennen. Let op: Zorg ervoor dat de gaten precies in het midden zitten en de tandwielen goed in elkaar grijpen! Plak de voorbeeldtandwielen van blz. 1 1 op een stuk karton en knip ze netjes uit. Maak in het midden van de tandwielen een gaatje. Bevestig (met een splitpen) de tandwielen* op de schoenendoos en draai eraan. Op welk tandwiel moet je de skater plakken om hem te laten winnen van het vliegtuig? * Je kan natuurlijk ook echte tandwielen gebruiken. 9
LAAT ZE VLIEGEN Draai jezelf met de spindellift omhoog of neem de wenteltrap. Zoek het onderdeel Laat ze vliegen en beweeg de vijf hendels. Welke hendel bestuurt welke arm? Verbind ze met een lijn. In de kast zie je vier soorten overbrengingen: de ketting, de V-snaar, het kroonwiel en de tandriem. Door de hendels te bewegen kun je de overbrengingen aansturen. Hierdoor verandert de richting en snelheid van de beweging. Je ziet hier vier soorten overbrengingen en vier voorwerpen. Welke overbrenging herken je in welk voorwerp? Verbind ze met een lijn. Tandriem V-snaar Kroonwiel Ketting Overbrengingen Voorwerpen 10
17 8 7 3 4 Werkblad tandwielen 23 24 1 2 3 22 4 21 5 20 6 19 7 18 8 9 16 10 15 1 1 14 13 12 1 2 6 5 11
Werkblad Voorbeeldstrook vierkant Voorbeeldstrook vierkant Voorbeeld-bouwsteen kaasbrug Voorbeeldstrook vierkant Voorbeeldstrook vierkant Voorbeeldstrook driehoek Voorbeeldstrook driehoek Voorbeeldstrook driehoek 12