WOORDENLIJST
STUDIEWIJZER
ISAAC-actie
De snelste raceauto
Naam:
Klas:
Datum: / /
De snelste raceauto
Probleemstelling
Je staat aan de start van een spannende race waarin jij de ingenieur bent. Je zal een voertuig bouwen, aangedreven door een krachtige 3V-motor. Maar dit is geen gewoon voertuig – het is een meesterwerk van techniek, waar elk tandwiel en elke overbrenging een cruciale rol speelt.
Welke tandwielcombinatie zal de beste snelheid en kracht geven? Welk type en welke grootte van wielen geeft het meeste succes op het geplande parcours? De mogelijkheden zijn eindeloos, en de keuzes die je maakt, zullen het verschil maken tussen succes en falen.
Maar vergeet niet: het oog wil ook wat! Aan de start willen de kijkers niet alleen een technisch wonder zien, maar ook een prachtig voertuig dat hun aandacht trekt. Hoe kun je jouw voertuig zo ontwerpen dat het niet alleen functioneel, maar ook esthetisch is? Laat je creativiteit maar werken!
Concept
Voor we zomaar aan de slag gaan met het knutselen van een bliksemsnelle en coole racewagen, staan we toch even stil bij de opdracht. Er zijn enkele criteria die een impact zullen hebben op het ontwerp van jouw auto.
Hoe ziet het parcours van de wedstrijd eruit? Moet je auto dan vooral snel, of toch ook krachtig of wendbaar zijn?
Welke ondergrond heeft het parcours? Welke invloed zal dit hebben op je bandenkeuze?
De basis van je auto zal gevormd worden door twee L-vormige steunen. Je kunt de steunen op twee manieren monteren: met de voetjes naar buiten of naar binnen.
Welke voor- en nadelen bieden beide opstellingen? Denk aan stabiliteit, inbouwruimte …
Ontwerp
1 Ontwerp je behuizing
Ontwerp een unieke behuizing voor je motor. Hou de criteria die je bepaalde in het concept hierbij in het achterhoofd.
Monteer je de steunen van het motorblok naar binnen of naar buiten?
Welke soort wielen ga je gebruiken? Hoe ga je de wielen monteren?
Welke materialen ga je gebruiken voor de behuizing en waarom?
2 Maak een schets
Visualiseer je concept in een schets. Geef in de mate van het mogelijke ook al aan waar de steunen, de motor, de drijfas, de batterijhouder … zich zullen bevinden.
Ontwerp je aandrijving
Voor je aandrijving beschik je over heel wat tandwielen. We onderscheiden volgende types:
1 Vast- en loszittende tandwielen
• De rode tandwielen zitten vast op de as. Dit betekent dat ze altijd meedraaien met de as en direct invloed hebben op de beweging van het voertuig.
• De grijze tandwielen zitten los op de as. Dit betekent dat ze vrij kunnen draaien en niet direct verbonden zijn met de beweging van het voertuig.
2 Grote en kleine tandwielen
• De grote tandwielen hebben meer tanden en draaien langzamer, maar geven meer kracht.
• De kleine tandwielen hebben minder tanden en draaien sneller, maar geven minder kracht.
De verschillende tandwielen kunnen op heel wat manieren gepositioneerd en met elkaar verbonden worden. Elke combinatie zal in een andere overbrenging en dus beweging resulteren.
Experimenteer alvast even met de tandwielen en de assen:
• Overbrengingsverhouding: Probeer verschillende combinaties van grote en kleine tandwielen om te zien hoe dit de snelheid en kracht van je voertuig beïnvloedt.
• Plaatsing van tandwielen: Experimenteer met de plaatsing van de tandwielen op de as. Kijk hoe het gebruik van vaste en losse tandwielen de beweging beïnvloedt.
Met de beschikbare tandwielen zijn heel wat verschillende opstellingen maakbaar. Hieronder zie je er zes. Welke zal je kiezen en waarom? Of heb je zelf een ander voorstel?
Uitvoering
Nu je je ontwerp hebt gemaakt, is het tijd om te starten met bouwen. Leg alle onderdelen en gereedschappen klaar voor je begint.
Volg het juiste stappenplan volgens de keuze die je maakte voor de positie van de steunen.
losse tandwielen vaste tandwielen motortandwiel stelring
afstandsbussen assen motor bouten met moeren batterijhouder steunen
1 Montage van de steunen en motor
Onderdelen
Twee bouten M3X35
Twee moeren M3
Twee steunen
Twee zwarte afstandsbussen
Motor
Stappenplan
1 Steek de M3X35 bouten in de uiterste gaten van één hoeksteun. Let erop dat je de steun op de juiste manier plaatst: ofwel met de voetjes naar binnen, ofwel naar buiten.
2 Plaats de afstandsbussen op de bouten.
Gereedschap
Moersleutel M3 Platte schroevendraaier
Afbeelding
3 Plaats de motor op de hoeksteun: steek de motoras door de sleufvormige uitsparing. Het verbrede deel rond de as past mooi in het ronde gat. Plaats vervolgens het motortandwiel over de as.
4 Zet de tweede hoeksteun erop. Zorg dat je deze op dezelfde manier plaatst als de eerste (met de voetjes naar binnen ofwel naar buiten). Zorg dat de twee aansluitpunten van de motor mooi in de sleufvormige uitsparing zitten.
5 Draai de M3 moeren op de bouten. Zorg ervoor dat de motor en steunen goed uitgelijnd staan voordat je de moeren volledig vastdraait.
2 Solderen van de batterijhouder
Onderdelen
Steunen met motor Batterijhouder
Stappenplan
1 Bereid de soldeerbout voor en zorg dat deze goed verhit is.
2 Verbind de draden van de batterijhouder met de aansluitpunten van de motor. Zorg ervoor dat je de juiste polariteit volgt. Naast een van de aansluitpunten zul je een + zien staan: dit is de pluspool. Deze moet verbonden worden met de rode draad.
3 Soldeer de draden stevig vast aan de aansluitpunten van de motor. Laat de soldeerverbindingen afkoelen en controleer of ze stevig vastzitten.
Gereedschap
Soldeertin Soldeerbout met houder Veiligheidsbril
Afbeelding
pluspool
Heb je hulp nodig bij het solderen? Raadpleeg dan de steekkaart Solderen.
3 Monteren van de tandwielen
Onderdelen
Steunen met motor en batterijhouder
Tandwielen
Twee metalen assen
Twee messing afstandsbussen
Stelring
Gereedschap
Hamer Bektang
Stappenplan
1 Monteer de tandwielen volgens de opstelling van je keuze tijdens het ontwerp. De grijze, losse tandwielen kun je zo over de assen schuiven. De rode, vaste tandwielen zul je moeten vasttikken met een hamer.
2 Breng de nodige messing afstandsbussen aan tussen de tandwielen en de steunen.
3 Zet de lange as tot slot vast met de witte stelring. Gebruik hiervoor de bektang om de stelring vlot op zijn plaats te schuiven. De korte as zit vanzelf geborgd.
4 Monteren van de behuizing
Onderdelen
Afgewerkte aandrijving Materiaal voor behuizing
Gereedschap
Afhankelijk van de ontworpen behuizing
Stappenplan
1 Bouw de behuizing rond je afgewerkte aandrijving. Zorg dat alle elementen goed gemonteerd zijn, en er niets los zit of hangt dat voor problemen kan zorgen tijdens de race.
2 Controleer of de schakelaar op de batterijhouder makkelijk bereikbaar is om je racewagen te starten en stoppen.
Ingebruikname
1 Voorbereiding
Tijd voor een testrit! Nog snel een finale check:
• Controleer de uitlijning van de tandwielen. Zorg dat ze niet tegen elkaar schuren.
• Controleer de bevestiging. Zorg ervoor dat alle tandwielen stevig vastzitten op de assen.
• Controleer de behuizing. Zit alles goed vastgemaakt?
• Steek tot slot de batterijen in de batterijhouder.
2 Testen
Hoe bracht je racewagen het ervan af?
Bepaal de snelheid van jouw racewagen.
De lengte van het parcours in meter
Racetijd om het parcours 1 keer af te leggen in seconden
Snelheid = lengte van het parcours racetijd in meter per seconde
Stel dat je nu met je racewagentje het circuit van Monte Carlo in Monaco zou racen. Dat zijn 78 rondjes van 3,34 km, of in totaal zo’n 260,5 km. Hoelang zou jouw wagentje daarover doen?
3 Bijsturen en aanpassen
Zijn er verbeterpunten nodig op vlak van snelheid, stabiliteit, kracht, wendbaarheid … ?
Welke aanpassingen zou je willen maken?
Ben je niet tevreden met je behaalde resultaat?
• Bestudeer opnieuw de mogelijke opstellingen voor de tandwielen. Zou er een andere opstelling beter werken voor jouw voertuig en het opgestelde parcours?
• Bouw je racewagen om en test opnieuw!
• Hou een logboek bij met de verschillende combinaties die je hebt geprobeerd en de resultaten die je hebt waargenomen. Dit helpt je om te begrijpen welke configuraties het meest effectief zijn.
Reflectie en evaluatie
starter
Ik kon zelf geen origineel ontwerp maken voor mijn racewagen.
Ik kon geen goeie aandrijving voor mijn racewagen ontdekken.
Ik werkte mijn racewagen niet mooi af.
Ik heb moeite om gereedschap veilig te gebruiken en heb veel begeleiding nodig.
Ik vergeet vaak afspraken of kom ze niet na.
op weg junior expert
Ik kon met wat hulp een leuk ontwerp maken voor mijn racewagen.
Ik vond de beste aandrijving voor mijn racewagen met wat hulp.
Ik werkte mijn racewagen zo goed mogelijk af.
Ik gebruik gereedschap meestal veilig, maar heb soms hulp nodig.
Ik hou me meestal aan afspraken, maar heb soms een herinnering nodig.
Ik maakte zelf een leuk en origineel ontwerp voor mijn racewagen.
Ik vond zelf de beste aandrijving voor mijn racewagen na enkele opstellingen uit te proberen.
Ik werkte mijn racewagen bijna perfect af.
Ik gebruik gereedschap veilig en hou me aan de regels.
Ik hou me aan afspraken en doe wat ik beloof.
Wat was het moeilijkste onderdeel van het ontwerp?
Wat zou je veranderen aan je ontwerp als je meer tijd had?
Ik maakte zelf een leuk en origineel ontwerp voor mijn racewagen, en hielp anderen hun ontwerp nog te verbeteren.
Ik maakte meteen de juiste keuze voor de beste aandrijving van mijn racewagen.
Ik werkte mijn racewagen tot in de puntjes af.
Ik gebruik gereedschap altijd veilig en let ook op de veiligheid bij anderen.
Ik kom altijd afspraken na en help anderen dit ook te doen.
Wat vind je van het eindresultaat? Wat zou je anders doen als je dit project opnieuw zou maken?
paginanummer
Ik kan enkele criteria toelichten op basis waarvan een materiaalkeuze gemaakt wordt. p. 6
Ik kan enkele metalen herkennen en hun belangrijkste eigenschappen en toepassingen geven. p. 6
Ik kan enkele niet-metalen herkennen en hun belangrijkste eigenschappen en toepassingen geven. p. 7
Ik kan een doordachte materiaalkeuze maken aan de hand van een beslissingsboom. p. 8-9
Ik herken enkele belangrijke grondstoffen en weet hoe ze ontgonnen worden. p. 10
Ik kan uitleggen met welk transportmiddel een bepaalde grondstof het best getransporteerd kan worden. p. 11
Ik kan uitleggen wat het 3P-model is en ik kan elke P kort toelichten. p. 12
Ik kan uitleggen wat een aandrijving is. p. 13
Ik kan uitleggen hoe fossiele brandstoffen worden omgezet in bewegingsenergie. p. 13-14
Ik kan beoordelen welk transportmiddel het meest duurzaam is voor mijn geplande verplaatsing. p. 14
Ik kan uitleggen wat energieverlies is en hoe dat kan optreden. p. 15
Ik kan voorbeelden geven van hoe elektriciteit wordt opgewekt door beweging. p. 16
Ik kan uitleggen hoe een dynamo werkt. p. 17-18
Ik kan uitleggen hoe een elektromotor werkt. p. 19-21
Ik kan uitleggen wat een stroomkring is en ik kan bepalen of die open of gesloten is. p. 20-21
Ik kan een eenvoudige stroomkring schematisch voorstellen. p. 21
Ik kan uitleggen welke wrijvingskrachten er inwerken op een bewegend object en kan van elke kracht een toepassing geven. p. 22
Ik kan uitleggen wat een overbrenging is en ik kan enkele toepassingen ervan toelichten. p. 23
Ik kan aangeven of een overbrenging via tandwielen of riemen gebeurt. p. 24
Ik kan de onderdelen van een overbrenging benoemen. p. 24
Ik kan de draairichting, snelheid en kracht van tussenwielen en volgers bepalen. p. 25-29 ik ken het!
Colofon
Auteurs Jonas Cottyn, Joke Lippens
Illustrator Martijn van der Voo
Eerste editie
Bestelnummer 90 808 0294
ISBN 978 90 4865 114 6
KB D/2025/0147/049
NUR 126/128/129
Thema YPMT3
Verantwoordelijke uitgever die Keure, Kleine Pathoekeweg 3, 8000 Brugge
RPR 0405 108 325 - © die Keure, Brugge
Niets uit deze uitgave mag verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt worden door middel van druk, fotokopie, microfilm of op welke wijze ook zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever. No parts of this book may be reproduced in any form by print, photoprint, microfilm or any other means without written permission from the publisher. De uitgever heeft naar best vermogen getracht de publicatierechten volgens de wettelijke bepalingen te regelen. Zij die niettemin menen nog aanspraken te kunnen doen gelden, kunnen dat aan de uitgever kenbaar maken.
Die Keure wil het milieu beschermen. Daarom kiezen wij bewust voor papier dat het keurmerk van de Forest Stewardship Council® (FSC®) draagt. Dit product is gemaakt van materiaal afkomstig uit goed beheerde, FSC®-gecertificeerde bossen en andere gecontroleerde bronnen.