Aan de slag met de natuurwetenschappelijke doelen rond hefboom en druk

di 30 januari 2024

Leerplandoel

sla link op in klembord

Kopieer

Het gaat hier om het volgende leerplandoel dat zowel in de tweede als de derde graad aan bod komt.

  • Derde graad: leerplandoel MAVO III – a – 20
    • De leerlingen verklaren fenomenen of toepassingen uit het dagelijkse leven aan de hand van snelheid, kracht, hefboom, druk, zichtbaar licht, straling of elektriciteit.
  • Tweede graad: Leerplandoel MAVO II – a – 18
    • De leerlingen verklaren fenomenen of toepassingen uit het dagelijkse leven aan de hand van snelheid, kracht, hefboom, druk, zichtbaar licht, straling of elektriciteit.

Duiding

sla link op in klembord

Kopieer

Een belangrijk onderdeel van het leerplandoel in kwestie is de omschrijving ‘fenomenen en toepassingen uit het dagelijks leven’. Zoek het dus niet te ver.

Op welke manier dan ook, waarop je het doel in je lessen betrekt, een duidelijke link met het dagelijks levens is een must.

Belangrijk ook is wat er van de leerlingen verwacht wordt. Ze moeten immers het fenomeen of de toepassing uit het dagelijks leven, waar bijvoorbeeld hefboom, of druk aan te pas komt, kunnen verklaren. Uitleggen hoe het werkt, om het met andere woorden te zeggen.

Hoe werkt een ‘hefboom’ ?

sla link op in klembord

Kopieer

Een hefboom gebruiken we in ons dagelijks leven vaker dan je denkt. Het is een manier om meer kracht uit te oefenen, bij de handeling die je uitvoert, door de afstand tot het draaipunt te verlengen.

Het principe achter de hefboom is gebaseerd op het feit dat je met een langere ‘arm’ minder kracht nodig hebt om een voorwerp met een veel hogere kracht te kunnen bewegen. De kracht die je op een arm zet wordt vermenigvuldigd met de afstand die je hebt tot het draaipunt.
De hefboomregel zegt feitelijk dat je met een kleinere kracht hetzelfde kunt bereiken als een grote kracht. Enige voorwaarde: de afstand tussen draaipunt en kracht moet (bij de kleinere kracht) groter zijn.

Te moeilijk? Laat ons dat eens visualiseren …

F staat voor de kracht die je gebruikt. Het draaipunt ligt tussen a en b. Door de langere arm (a) kun je veel meer kracht uitoefenen.

Onthou die ‘langere arm’: verlengen is hier het toverwoord.
Hoe gebeurt dat dan in ons dagelijks leven? Volg even mee.

Praktische voorbeelden rond ‘hefboom’

sla link op in klembord

Kopieer

Een bandenlichter bijvoorbeeld, is een hefboom. Je kunt zo meer kracht zetten en de band gaat makkelijker van de velg.
Een koevoet werkt volgens hetzelfde principe, maar ook een kroontjeswipper en dat handige ding dat je gebruikt om een hardnekkig potdeksel los te krijgen.

sla link op in klembord

Kopieer

Algemeen geldt: hoe langer de ‘arm’, hoe groter de kracht. Wielmoeren van een auto, zitten best strak vast. Dankzij de langere arm bij deze speciale moersleutel kun je meer kracht uitoefenen, en gaan die moeren veel makkelijker losdraaien.

Een kurkentrekker werkt volgens hetzelfde principe.

Praktische voorbeelden rond ‘hefboom en druk’

sla link op in klembord

Kopieer

Neem bijvoorbeeld een fietswiel mee naar de klas en laat leerlingen de lekke binnenband vervangen. Dan start je vanuit hefboom. De band is plat. Om de buitenband te verwijderen gebruik je bandenlichters. Laat ze gerust eerst even zonder proberen, en vervolgens met. Zo ervaren ze zelf het verschil, hoe ‘een langere arm’ voor meer kracht zorgt.
Nadien komt ‘druk’ aan de beurt. Wat gebeurt er wanneer je een binnenband blijft oppompen? Dan ontploft die, door de druk van binnenuit. De lucht zit gevangen in de band.

Prik je de band lek, dan neem je de druk weg, en loopt de band leeg.
Door een buitenband om de binnenband heen te leggen, beperk je de druk die de band aankan. Je kunt niet blijven oppompen: de buitenband is steviger en kan meer druk aan.

Op de buitenzijde van de band staat trouwens vaak vermeld hoeveel druk de band aankan (met een minimum en een maximum) uitgedrukt in bar, of psi. Bijvoorbeeld tussen de 2 en de 4 bar. Of tussen de 4 en de 6 bar. Met een voetpomp met drukindicatie kun je dat aflezen. Je pompt de band bijvoorbeeld op tot 4 bar. De druk valt mee: de band kan nog wat ingedrukt worden met de duimen.
Pomp je op tot 6 bar dan staat de band erg hard. De band indrukken met de duimen lukt haast niet meer. Logisch ook: je neemt het op tegen een druk van 6 bar, op een kleine oppervlakte. Da’s best al veel.

×
Kijkt als...
Niveau
Regio