Technoscoop 2 - Leerwerkboek by VAN IN

techno scoop

Anton Goossens Gertjie Franck Gregory De Lannoy Dave Van den Keybus Stijn Lafaille Marleen Chalmet

Leer zoals je bent Ontdek het onlineleerplatform: diddit. Vooraan in dit boek vind je de toegangscode, zodat je volop kunt oefenen op je tablet of computer. Activeer snel je account op www.diddit.be en maak er een geweldig schooljaar van!

ISBN 978-90-306-9512-7 594168

vanin.be

techno scoop 2

techno scoop

Anton Goossens Gertjie Franck

Gregory De Lannoy

Dave Van den Keybus

Stijn Lafaille

Â©

Marleen Chalmet

Via www.diddit.be heb je toegang tot het onlineleerplatform bij TechnoScoop. Activeer je account aan de hand van de onderstaande code en accepteer de gebruiksvoorwaarden.

techno scoop

Let op: activeer deze licentie pas vanaf 1 september; de licentieperiode start vanaf activatie en is 365 dagen geldig.

Fotokopieerapparaten zijn algemeen verspreid en vele mensen maken er haast onnadenkend gebruik van voor allerlei doeleinden. Jammer genoeg ontstaan boeken niet met hetzelfde gemak als kopieën. Boeken samenstellen kost veel inzet, tijd en geld. De vergoeding van de auteurs en van iedereen die bij het maken en verhandelen van boeken betrokken is, komt voort uit de verkoop van die boeken. In België beschermt de auteurswet de rechten van deze mensen. Wanneer u van boeken of van gedeelten eruit zonder toestemming kopieën maakt, buiten de uitdrukkelijk bij wet bepaalde uitzonderingen, ontneemt u hen dus een stuk van die vergoeding. Daarom vragen auteurs en uitgevers u beschermde teksten niet zonder schriftelijke toestemming te kopiëren buiten de uitdrukkelijk bij wet bepaalde uitzonderingen. Verdere informatie over kopieerrechten en de wetgeving met betrekking tot reproductie vindt u op www.reprobel.be. Ook voor het onlinelesmateriaal gelden deze voorwaarden. De licentie die toegang verleent tot dat materiaal is persoonlijk. Bij vermoeden van misbruik kan die gedeactiveerd worden. Meer informatie over de gebruiksvoorwaarden leest u op www.diddit.be.

De uitgever heeft ernaar gestreefd de relevante auteursrechten te regelen volgens de wettelijke bepalingen. Wie desondanks meent zekere rechten te kunnen doen gelden, wordt verzocht zich tot de uitgever te wenden.

Eerste druk, 2020 ISBN 978-90-306-9512-7 D/2020/0078/114 Art. 594168/01 NUR 176

Video NTR, p. 97: beelden NASA/ESA Coverontwerp: B.AD Ontwerp binnenwerk: Banananas Opmaak: B.AD Tekeningen: Geert Verlinde

Inhoud Starten met TechnoScoop diddit het onlineleerplatform bij TechnoScoop

4 7

FOREST TOWER 9 9

Wow! 10 Behoefte/Probleem 11 Ontwerpen/Mogelijke oplossingen 14 Maken – In gebruik nemen/Testen – Evalueren/Bijsturen 25 Woordenlijst 27 29

CHAOS

Wow! 30 Behoefte/Probleem 31 Ontwerpen/Mogelijke oplossingen 33 Maken – In gebruik nemen/Testen – Evalueren/Bijsturen 45 Woordenlijst 47

REALITY CHECK

Wow! 50 Behoefte/Probleem 51 Ontwerpen/Mogelijke oplossingen 53 Maken – In gebruik nemen/Testen – Evalueren/Bijsturen 65 Woordenlijst 67

ENERGETIC

Wow! 70 Behoefte/Probleem 71 Ontwerpen/Mogelijke oplossingen 74 Maken – In gebruik nemen/Testen – Evalueren/Bijsturen 85 Woordenlijst 87

LIFT OFF

Wow! 90 Behoefte/Probleem 91 Ontwerpen/Mogelijke oplossingen 94 Maken – In gebruik nemen/Testen – Evalueren/Bijsturen 106 Woordenlijst 109

INHOUD

STARTEN MET TECHNOSCOOP Welkom bij TechnoScoop. We leggen graag even uit hoe je met dit leerwerkboek aan de slag gaat. 1

Op weg met TechnoScoop Het leerwerkboek bestaat uit 5 projecten. FOREST TOWER laat je nadenken over de toekomst van wonen, de ruimtelijke ordening van steden, de mobiliteit en het leefmilieu. Als klap op de vuurpijl word je uitgedaagd om zelf een verticale toren te bouwen, dit na een grondige studie van de mogelijke constructievormen in functie van stevigheid.

Forest tower

CHAOS

In CHAOS maak je een ‘organiser’, waarbij je verschillende materialen gebruikt. Deze materialen zijn: cement/beton, kunststof en metaal. Aan de hand van onderzoeksopdrachten doe je kennis op rond de verschillende materialen.

Reality check

In REALITY CHECK onderzoek je de werking van een 3D-bril, 3D-afbeeldingen, 3D-printing, virtual reality (VR) ... Je hebt zelf wel eens gebruik gemaakt van 3D-technologie. Maar hoe komt het nu dat wij beelden in 3D kunnen bekijken? Hoe wordt een 3D-beeld (of 360°-beeld) gemaakt? In dit project maak je zelf een VR-bril.

Energetic

In ENERGETIC ontdek je hoe elektrische energie ontstaat en waar dit juist allemaal vandaan komt. Je zult nadenken over hoe je bewuster kunt omspringen met energie en welke invloed je energieverbruik nu juist heeft in het dagelijks leven. Tijdens het project ga je op zoek naar alternatieve vormen van energie om uiteindelijk je eigen sfeerlamp en/of buitenlamp te realiseren.

lift off

In LIFT OFF leer je de wondere wereld van de ruimtevaart kennen. Aan de hand van verschillende onderzoeken verken je de basisprincipes van de luchtvaart en de ruimtevaart. Tijdens dit project ontwerp je een satelliet, een vlieger en een waterraket. Als realisatie maak je een lanceerplatform waarmee je de geoptimaliseerde waterraket gecontroleerd de lucht in kunt schieten.

STARTEN MET TECHNOSCOOP

Een project is steeds op dezelfde manier opgebouwd. Elk project start met een Wow!-pagina en volgt daarna de verschillende fasen uit het technisch proces: – Behoefte/Probleem – Ontwerpen/Mogelijke oplossingen – Maken – In gebruik nemen/Testen – Evalueren/Bijsturen

De klus is bijna geklaard. Je moet enkel nog jouw bureau aanpakken. a

Welk van de afbeeldingen komt het meest overeen met jouw bureau?

Op de Wow!-pagina is er de keuze tussen verschillende interessante items. Ze bieden een korte intro op het project.

Wat wil ik te weten komen over dit thema?

In de fase Behoefte/Probleem wordt het project gekaderd: er wordt een bepaalde situatie geschetst, die leidt naar een probleem dat zal opgelost worden in de loop van het project. Via opdrachten en vragen kom je tot de essentie van het probleem. Deze fase eindigt telkens met een probleemstelling.

foto A

foto B

foto C

Is dit de optimale werkplek voor jou? Waarom wel / waarom niet? Ontdek deze opties via het onlinelesmateriaal.

Ga via het onlinelesmateriaal naar het artikel over orde op je bureau. Waarom is het belangrijk om een proper bureau te hebben?

Waarom moeten de volgende werkplaatsen proper en netjes zijn?

FOrest tOwer wOw!

- Technieklokaal: - Bouwwerf:

BeHOeFte/prOBleeM

- Tandarts:

Je hebt een vrije dag en je wilt je kamer een grondige opruimbeurt geven. Samen met je ouders verzamel je alle rommel en vertrek je naar het containerpark.

Het is belangrijk om een ordelijke en gestructureerde werkplek te hebben. Dat geldt voor o.a. een bouwwerf, een ziekenhuis, een containerpark en ook in de keuken.

Help je ouders met het weggooien van de afgebeelde spullen door ze in de juiste container te deponeren.

Ook jouw bureau is een werkplek waar orde heel belangrijk is. Dat neemt niet weg dat je heel wat spulletjes wilt bijhouden en dat de kans op wanorde daardoor toeneemt. Om te voorkomen dat er nog chaos heerst op je bureau, is het nodig om een organiser te ontwerpen en te maken. Op die manier kun je je pennen, schaar, foto’s, gsm … netjes opruimen.

Om te weten wat het ‘Chaos-project’ exact inhoudt, ga je een spel spelen. Via het oplossen van een aantal raadsels kun je een code bekomen, waarmee je een slot kunt openen. Meer informatie hierover vind je bij het onlinelesmateriaal. Lees daar aandachtig het verloop van het spel.

In de fase Ontwerpen/Mogelijke oplossingen worden verschillende onderzoeksopdrachten opgenomen, die je helpen een oplossing te vinden voor de eerder gestelde probleemstelling.

ONTWERPEN/ MOGELIJKE OPLOSSINGEN PAPIER

METAAL

NIETRECYCLEERBAAR

PLASTIC

ORGANISCH

GLAS

Omdat je een organiser gaat maken uit verschillende materialen die je nog niet zo goed kent, is het belangrijk om ze te onderzoeken. Aan de hand van verschillende onderzoeken ga je enkele eigenschappen leren kennen van cement, koper, ijzer en kunststof.

CHAOS BeHOeFte/prOBleeM

ONDERZOEK 1 Wat kun je allemaal maken met cement? 1

Cement is een bouwmateriaal dat bestaat uit fijngemalen grondstoffen. Gemengd met water b Wat moet je doen als je niet goed weet in welke container je iets moet weggooien? vormt cement een vloeibare massa die na enige tijd uithardt onder invloed van een chemische reactie. Het is dan ook nodig om een mal (gietvorm) te maken, zodat het cement in de gewenste vorm kan drogen.

Bekijk de cartoon hiernaast. Wat wil die duidelijk maken?

Waarom is het belangrijk om de mal uit het geschikte materiaal te maken? De mal moet na het drogen van de cement verwijderd kunnen worden.

MAG HET IETS MEER ZIJN?

d Waarom is het zo belangrijk dat we sorteren? ONDERZOEK 5

Het materiaal waaruit de mal gemaakt is, moet vochtbestendig zijn.

werkt 3D-printing? b Hoe Welke materialen kunnen gebruikt worden om een mal te maken? Omcirkel de correcte antwoorden. 3D-printing zit al enkele jaren in de lift. We stellen zijn van pvcons daarom de vraag wat de mogelijkheden metaal deze techniek en watbetonplex het te maken heeft met 3D.

karton

mdf

Je gebruikt een gewone printer om je huistaak, die je op pc maakte, te printen.

Interessant om weten a

Bron: Vlaamse overheid, Departement Omgeving, MOS.

Wat heb je nodig om die taak af te drukken? Betonplex is een soort plaatmateriaal waarop een epoxylaag (een

laagje kunststof) aangebracht wordt om ervoor te zorgen dat het BeHOeFte/prOBleeM hout niet nat kan worden tijdens het uitharden van het beton.

Om je ontwerp af te drukken met een 3D-printer heb je ook grondstof nodig. Als je bijvoorbeeld je eigen 3D-bril wilt printen, welke grondstof zou je dan gebruiken?

Maken, In gebruik nemen/Testen en Evalueren/Bijsturen zitten samen in één overkoepelende fase. Dat hebben we gedaan omdat de drie fasen door elkaar lopen: zo wordt er bijvoorbeeld na het maken een test uitgevoerd, waardoor je opnieuw iets moet maken enzovoort. 2

3D-printing is nog in volle evolutie, maar toch duikt er alweer een nieuwe vorm op: 4D-printing. Lees het artikel via het onlinelesmateriaal.

Wat is de vierde (wetenschappelijke) dimensie bij 4D-printing?

MAkEn – in gEBrUik nEMEn/tEstEn MAkEn – in gEBrUik nEMEn/tEstEn – EVAlUErEn/BijstUrEn –TipEVAlUErEn/BijstUrEn

Welk voorwerp wil jij maken? f Wat is het verschil tussen 3D- en 4D-printing? Leerlingenantwoord

ONTWERPEN/MOGELIJKE OPLOSSINGEN

Als je op school beschikt over een 3D-printer kun je een 3D-bril (onderzoek 2) ontwerpen en uitprinten.

CHAOS

Tip

SLM (Select Laser Melting). In welke sectoren biedt dat veel toekomstperspectieven?

CHAOS

Hou rekening met de opmerkingen over veiligheid en ergonomie. Sommige stappen moet je laten controleren door je leerkracht. Deze stappen zijn gelinkt aan de evaluatieformulieren die je krijgt van je leerkracht. Bovendien worden sociale vaardigheden en vakattitudes geëvalueerd gedurende het volledige proces. Je vindt ze ook terug op het evaluatieformulier.

Je kunt devoorwerp handenook uitindemetaal mouwen steken, want je mag een van de onderstaande c meteen Je kunt een voorwerpen maken. uitprinten. Dat noemen we

Naast basisonderzoeken vind je ook uitbreidingsonderzoeken. Je leerkracht zal aangeven of jullie ook met deze onderzoeken aan de slag zullen gaan.

Hou rekening met de opmerkingen over veiligheid en ergonomie. in gEBrUik nEMEn/tEstEn Sommige MAkEn stappen moet je laten controleren door je leerkracht. Deze stappen zijn gelinkt aan de die jede krijgt van je leerkracht. te volgen bij het onlinelesmateriaal. MAkEn 1 evaluatieformulieren Test je solarlamp door juiste controlestappen Je gaat nu zelf een sfeerlamp of buitenlampen maken die werkt op zonne-energie. Bovendien worden sociale vaardigheden vakattitudes geëvalueerd gedurende het volledige proces. JeJe gaat nu zelfook een sfeerlamp buitenlamp maken die werkt op zonne-energie. avindt Werkt je solarlamp? ze terug op hetofevaluatieformulier. 1 Overleg met je leerkracht voor welk ontwerp je zult kiezen. 1 Overleg met je leerkracht voor welk ontwerp je zult kiezen. Spoor 1: solarlamp (met pot en deksel) in b gEBrUik nEMEn/tEstEn Spoor 1: solarlamp (met pot je endan deksel) Als je antwoord ‘nee’ is, stel de vraag wat je moet doen om het op te lossen. Eventueel kan een medeleerling of je leerkracht je daarbij helpen. 1 Test je solarlamp door de juiste controlestappen te volgen bij het onlinelesmateriaal. 2

EVAlUErEn/BijstUrEn b Als je antwoord ‘nee’ is, stel je dan de vraag wat je moet doen om het op te lossen. Eventueel kan een medeleerling of je leerkracht je daarbij helpen. Wat vond je moeilijk/gemakkelijk aan deze opdracht?

REAlITy cHEcK ONTwERpEN/MOGElIJKE OplOSSINGEN

a Werkt je solarlamp? Neem je evaluatiefi che en evalueer jezelf bij het laatste onderdeel (Testen) bij vaardigheden. Laat dat nadien controleren door je leerkracht.

Neem je evaluatiefiche en evalueer jezelf bij het laatste onderdeel (Testen) bij vaardigheden. Laat dat nadien controleren door je leerkracht.

buitenlamp 2 WaarSpoor moet 2: jesolar de volgende keer beter op letten tijdens het realiseren van werkstukken? EVAlUErEn/BijstUrEn Spoor 2: solar buitenlamp 1

Wat vond je moeilijk/gemakkelijk aan deze opdracht?

Wat zou je als tip geven aan de leerlingen die dit volgend jaar moeten maken?

Waar moet je de volgende keer beter op letten tijdens het realiseren van werkstukken?

STARTEN MET TECHNOSCOOP

Online gaat het project verder. Het maken van je werkstuk verloopt volgens een stappenplan dat je vindt op diddit. Daar vind je ook de evaluatiefiches. De evaluatie gaat niet alleen over je uitvoering van het stappenplan, maar ook over je vaardigheden en attitudes.

om het nog levensechter egen met onze VR-bril. aardig om 360°-beelden en is iets minder dan bij

Op diddit vind je eveneens een Vademecum over gereedschappen, materialen, veiligheid, werkhandelingen en attitudes. In dat vademecum zijn instructiefilmpjes, ontdekplaten, veiligheidsfiches enzovoort opgenomen. Het gevolg van de ruimtevaart is dat het rondom de aarde bezaaid is met ruimteafval: oude satellieten, onderdelen van raketten, stukken plastic en metaal. Dat veroorzaakt natuurlijk problemen. Bekijk bij het onlinelesmateriaal het krantenartikel naar aanleiding van de ‘bijna-botsing’ tussen twee satellieten op 2 september 2019.

Hoeveel functionele ruimtetuigen heeft de mens sinds

Hoeveel van die objecten draaien momenteel nog rond

Waarom willen commerciële bedrijven zoals SpaceX, van Elon Musk, in de toekomst duizenden kleine satellieten in een erg lage baan rond de aarde brengen?

Over hoeveel stuks ruimteafval spreekt NASA?

1957 in de ruimte gelanceerd?

2 Handig voor onderweg

de aarde?

op het plusje rechts onderaan het beeld. 0°-camera aan te sluiten, 360°-foto’s te importeren e camera om zelf foto’s te maken. Tip verschijnen. Richt je telefoon Draai nu (met kleine pasjes) Sta op een stoel om at je een mooi 360°-beeld rond te draaien zodat je een scheef beeld vermijdt. je gemakkelijker oen vinkje verschijnen beweegt met kleine martphone. pasjes. oogle Streetview app.

In de loop van elk project word je ondersteund aantal hulpmiddelen. e Wat is dedoor snelheideen van dit ruimteafval?

gen, dan kun je de app ‘Round me’ gebruiken. open de Round me app. menu te openen.

e met potlood. norama naartoe.

Welk groot gevaar kan het ruimteafval veroorzaken?

Hier en daar wordt er een ‘Tip’ ingeschakeld. Het zijn kleine items die je helpen om een opdracht goed uit te voeren of die je extra uitleg geven.

Tip Met de hotspots kun je vragen stellen of aanwijzingen geven.

uiken en klik op het pijltje. p het vinkje. s dit klaar is,

Een ‘Interessant om weten’ is een klein blokje informatie, dat je verder op weg helpt om de opdrachten goed te begrijpen.

Wat moet er naast ‘ruimteverkeersregels’ in de toekomst nog noodzakelijk worden om dit probleem op te lossen?

Interessant om weten

Op 10 februari 2009 was het de eerste keer in de geschiedenis dat twee ruimtetuigen ongecontroleerd tegen elkaar botsten. Beide satellieten hadden op dat moment een snelheid van 42 120 km/h waardoor de botsing meer dan 1 000 brokstukken veroorzaakte die groter zijn dan 10 cm.

Op 21 juli 1969 zette de mens voor de eerste keer voet op de maan. Men spreekt nog steeds over het grootste avontuur van de 20e eeuw. a

Wie was de eerste man op de maan?

Wat zijn de legendarische woorden die hij uitsprak op het moment dat hij op de maan stapte?

WOORDENLIJST REAlITy cHEcK

Forest tower

ONTwERpEN/MOGElIJKE OplOSSINGEN term

definitie

betonplex

Plaatmateriaal waarop een epoxy afwerklaag is aangebracht. De epoxylaag vormt een harde en waterdichte afwerking van het hout dat daardoor geen verdere nabehandeling nodig heeft. Betonplex wordt gebruikt om bekisting van te maken voor het storten van beton.

bevolkingsdichtheid

het aantal inwoners per km2

fileleed

ellende veroorzaakt door opstoppingen in het verkeer

lageemissiezone

een afgebakend gebied waarin bepaalde voertuigen niet binnen mogen, of slechts onder bepaalde voorwaarden, omdat ze te veel schadelijke stoffen uitstoten

materialenkennis

vakgebied dat zich bezighoudt met het verband tussen samenstelling en structuur van materialen en hun eigenschappen

Mobiscore

Geeft aan hoe goed voorzieningen voor openbaar vervoer, onderwijs, winkels en diensten, ontspanning, sport en cultuur, gezondheid en zorg, te voet of met de fiets bereikbaar zijn.

recreatiegebied

Een gebied waar men zich in de buitenlucht kan ontspannen. Het bevat altijd een aantal voorzieningen (parken, zwembaden ...).

stadsontwikkeling

Beleid waarbij een stad beter ingericht wordt. Het omvat: opknappen van oude stadswijken, renovatie van bestaande woningen, voorzieningen die het leven in de stad beter maken.

verkaveling

De manier waarop land in stukken is verdeeld. Die stukken grond noemen we ook kavels.

in je eigen woorden

WOORDENLIJST

STARTEN MET TECHNOSCOOP

FOREST TOWER

Achteraan vind je een lijst met technische termen die niet verklaard werden in het project. Je zult daar in je eigen bewoordingen de term kunnen omschrijven.

De volgende iconen helpen je ook nog een eind op weg:

lift off BeHoefte/proBleeM

Het beeldfragment dat hierbij hoort, vind je ook online terug.

Als je dit icoon ziet, dan vind je op diddit een ontdekplaat terug.

Als je dit icoon ziet, vind je extra materiaal terug op diddit.

het onlineleerplatform bij TechnoScoop

Leerstof kun je inoefenen op jouw niveau. Je kunt vrij oefenen en de leerkracht kan ook voor jou oefeningen klaarzetten.

Hier vind je de opdrachten terug die de leerkracht voor jou heeft klaargezet.

Hier kan de leerkracht toetsen en taken voor jou klaarzetten.

Benieuwd hoe ver je al staat met oefenen en opdrachten? Hier vind je een helder overzicht van je resultaten.

ÂŠ

Hier vind je het lesmateriaal per project (o.a. videobestanden, instructiefilmpjes en veiligheidsfiches). Alle stappenplannen en evaluatiefiches die je nodig hebt bij de projecten zijn hier verzameld. Ga hier ook aan de slag met de ontdekplaten!

DIDDIT

Â© N

VA IN

Â©

Forest tower

Wat wil ik te weten komen over dit thema?

Ontdek deze opties via het onlinelesmateriaal.

Forest tower WOW!

BEHOEFTE/PROBLEEM 1

De Vlaming is geboren met een baksteen in de maag. Om te vermijden dat Vlaanderen verandert in één grote betonvlakte, wil de overheid maatregelen treffen. Een van de mogelijkheden kan een betonstop zijn. a Wat is een betonstop?

b Wat zijn de voordelen van een betonstop?

Hoe kun je ondanks de betonstop je droomhuis toch realiseren?

d Lees eerst de ‘Interessant om weten’ over ruimtelijke ordening. Veronderstel dat jij voor één dag minister bent. Teken jij dan voor een betonstop in 2040? Motiveer je keuze.

Interessant om weten

Wist je dat er dagelijks 6 ha (12 voetbalvelden) open ruimte wordt ingenomen? Dat komt omdat er erg versnipperd gebouwd wordt in het landschap en omdat er nog voortdurend nieuwe verkavelingen uitgetekend worden, zelfs op plaatsen die slecht bereikbaar zijn met het openbaar vervoer.

Daarom voorziet de overheid een ruimtelijke ordening voor de inrichting van een gebied waarin de toekomstige bestemming van de gronden vastgelegd wordt. Daarbij wordt er een onderscheid gemaakt tussen bouwgrond, landbouwgrond, recreatiegebied enzovoort. Zo wordt duidelijk gemaakt waar je wel of niet mag bouwen.

Behoefte/Probleem Forest tower

2 De wereldbevolking neemt voortdurend toe. In 1900 waren er ongeveer 1,9 miljard mensen, vandaag zijn dat er al meer dan 7,5 miljard. Dat leidt tot een aantal problemen waarvoor we een oplossing moeten vinden. Ruimtelijke kwaliteit is daarbij het sleutelwoord. a Wat zijn mogelijke nadelen van een toenemende wereldbevolking in functie van de beschikbare ruimte?

b Waar kun je het best wonen?

Wil jij graag in een stad wonen? Waarom wel/niet?

voordelen

nadelen

d Noem enkele voor- en nadelen van wonen in een stadskern.

Forest tower Behoefte/Probleem

3 Een toename van de wereldbevolking heeft als gevolg dat de beschikbare ruimte per inwoner afneemt. Elk land, elke stad of plaats heeft dan ook een bepaalde bevolkingsdichtheid uitgedrukt in aantal inwoners per km2. a Bekijk de kaarten hieronder. Waar situeren zich de donkere vlekken op de kaart van België?

b Hoe komt het dat op de wereldkaart Europa en Azië heel donkergekleurd zijn?

Bij stadsontwikkeling zal men in de toekomst rekening moeten houden met een hoge bevolkingsdichtheid. Daarom zal men beschikbare ruimte zo optimaal mogelijk moeten benutten. – Welke woontypes komen daarvoor in aanmerking? – Hoe zorgt men voor een beter woon-, werken leefklimaat in de toekomstige steden? – Hoe bouwt men stevige constructies om verticaal wonen mogelijk te maken?

Behoefte/Probleem Forest tower

ONTWERPEN/ MOGELIJKE OPLOSSINGEN ONDERZOEK 1 Welke types van woningen kun je onderscheiden? 1

Mensen wonen niet allemaal op dezelfde manier.

a Plaats de volgende begrippen bij de juiste afbeelding. Je kunt kiezen uit: rijhuis – appartement – alleenstaande woning – koppelwoning

b Welk woontype is volgens jou het meest geschikt als je denkt aan de toenemende bevolking. Rangschik de bovenstaande woningen van beste naar minst goede keuze.

2 Vroeger werden wooncontainers vooral gebruikt als tijdelijke klaslokalen of kantoren. Tegenwoordig worden ze steeds meer gebruikt als volwaardige woongelegenheden. Deze manier van wonen kan een oplossing bieden voor de huisvestingsproblemen van de toekomst. a Waaruit bestaat zo’n containerwoning?

b Wat gebeurt er met die containers?

Forest tower Ontwerpen/Mogelijke oplossingen

Containerwoningen hebben geen fundering (betonnen constructie waarop een gebouw rust) nodig. Waarom is dat?

d Hoeveel containers kun je probleemloos op elkaar stapelen?

e Een containerwoning is uiterst flexibel. Waarom is dat zo?

ONDERZOEK 2 Hoe kunnen we zorgen voor een beter woon-, werken leefklimaat in onze toekomstige steden?

Het aantal kilometers en uren dat we in de file staan is in vijf jaar tijd met bijna 54% gestegen. Fileleed kunnen we uitdrukken in ‘kilometeruur’. Dat wordt berekend door de lengte van de files te vermenigvuldigen met de duur ervan. In 2012 bedroeg het fileleed in Vlaanderen ongeveer 520 kilometeruur op een gemiddelde werkdag. In april 2019 liep dat cijfer op tot 760 kilometeruur.

b Wat is de oorzaak hiervan?

a Op welk moment van de dag staan we het vaakst stil?

Wat kunnen we doen om het fileleed te beperken?

d Hoe ga jij naar school? Hou je daarbij rekening met duurzaamheid?

e Bedenk zelf een vervoersmiddel om je te verplaatsen en maak hiervan een schets.

Ontwerpen/Mogelijke oplossingen Forest tower

Som de materialen op die je hiervoor nodig hebt.

2 Naast het fileleed veroorzaakt de auto ook luchtvervuiling. a Hoeveel kilometer rijden je ouders gemiddeld met de auto per week? Bereken hoe groot de CO2uitstoot daarvan is. Maak daarbij gebruik van de website die je bij het onlinelesmateriaal terugvindt.

b Waarom mag je tegenwoordig met bepaalde auto’s niet meer in sommige steden rijden?

Vind je dat een goede of een slechte maatregel? Waarom is dat zo?

d Welke oplossingen hebben ingenieurs hiervoor bedacht?

3 Wonen, werken en alle noodzakelijke voorzieningen binnen handbereik, dat is de sleutel naar een leefbare toekomst.

a Bij het onlinelesmateriaal vind je een link om de Mobiscore te checken. Kijk of je huis een goede score haalt op het vlak van mobiliteit en nabijheid van alle voorzieningen. Hoeveel bedraagt je Mobiscore?

b Door welke criteria wordt die score bepaald?

Hoe kan het gebruik van de auto ook in de vrije tijd fors teruggedrongen worden?

Forest tower Ontwerpen/Mogelijke oplossingen

4 Compact wonen met aandacht voor autoluwe openbare ruimtes, is de toekomst. Dat betekent wel dat de beschikbare ruimte per inwoner een stuk kleiner zal zijn. a Hoe kun je in een stad met veel mensen op een kleine oppervlakte wonen?

b Wat kan een stadsontwikkelaar doen om de omgeving zo aangenaam mogelijk te maken?

Zou je het leuk vinden om in een appartement te wonen met een bewoonbare oppervlakte die kleiner is dan 60 m2? Waarom wel of niet?

Compacter wonen vraagt oefening. Minimalisme kan je daarbij helpen. Het is belang hechten aan de zaken die we echt niet kunnen missen en dingen wegdoen die overbodig zijn. Het is niet hetzelfde als het missen van zaken. Als we minder spullen kopen, zal dat een gunstig effect hebben op het milieu doordat er minder grondstoffen verbruikt worden en er minder energie nodig is bij de productie en het transport van die goederen.

Interessant om weten

d Hoe kun je het dan zo ideaal mogelijk inrichten?

e Probeer een slaapkamer in te richten. De volgende zaken moeten zeker een plaats krijgen: eenpersoonsbed – nachttafel – kleerkast – bureau – bureaustoel Je werkt op schaal 1:50 in een tekening van 6 cm x 5 cm. f

Vond je deze opdracht moeilijk? Waarom wel/niet?

Ontwerpen/Mogelijke oplossingen Forest tower

5 Hoe kunnen we steden van meer groen voorzien? a Waarom moeten gebouwen voorzien worden van meer groen?

b Lees het krantenartikel via het onlinelesmateriaal. c

Hoeveel ton CO2 zullen de in totaal 86 bomen, 1 000 struiken en 1 200 planten jaarlijks uit de lucht halen?

d Wat is de mening van de bekende architect Stefano Boeri over het woningtekort en de klimaatverandering?

Moderne stadsontwikkeling met voldoende groenvoorziening

e Als jij voor één dag architect zou zijn en zelf een gebouw zou mogen ontwerpen met respect voor de omgeving, hoe zou dat er dan uitzien? Maak hiervan een schets.

Forest tower Ontwerpen/Mogelijke oplossingen

Vraag een klasgenoot om feedback te geven op je ontwerp. Dat kan je helpen bij het maken van je maquette. Wat waren de belangrijkste opmerkingen?

ONDERZOEK 3 Hoe bouwt men stevige constructies om verticaal wonen mogelijk te maken? 1

Het is fijn om een prachtige constructie te bouwen, maar als die zoals een kaartenhuisje in elkaar stort, ben je er niets mee. Lees het krantenartikel via het onlinelesmateriaal en los bijhorende vragen op. a Welke toren is momenteel de hoogste ter wereld en hoe hoog is hij?

b Dat duurt echter niet meer zo lang. Hoe heet de nieuwe toren die hoger zal worden dan de vorige?

Hoe hoog moet die toren worden?

d Wanneer moet die toren afgewerkt zijn?

e Wat is volgens jou het belangrijkste criterium om zo’n toren te bouwen?

Waarom maakt een architect een bouwplan?

g Waarom kan bijna iedereen zo’n plan lezen?

Interessant om weten

Een architect ontwerpt gebouwen en maakt hiervan een bouwplan. Een burgerlijk ingenieur doet dat ook, maar voorziet het bouwplan van veel meer details. Hij beschikt immers over tal van technische competenties zoals bouwfysica, stabiliteitsleer en materialenkennis. Geen overbodige luxe als je wolkenkrabbers, bruggen, voetbalstadions enzovoort uit de grond laat rijzen.

Ontwerpen/Mogelijke oplossingen Forest tower

2 Constructies krijgen heel wat te verduren: auto’s die over bruggen rijden, kranen die containers moeten verplaatsen en onweer dat wolkenkrabbers teistert.

a Om dergelijke constructies heel stabiel te bouwen, maakt men gebruik van bepaalde vormen die voor stevigheid zorgen. Welke vormen komen veelvuldig voor bij de bovenstaande constructies?

b Bouw de volgende constructies met snoepjes en tandenstokers. Maak telkens een foto en een schets van die constructie. een kubus

schets

foto

een piramide foto

Forest tower Ontwerpen/Mogelijke oplossingen

schets

een constructie met vier driehoeken foto

Onderwerp de drie constructies aan enkele krachten: - Duw zijwaarts tegen de constructie. - Duw van boven naar onderen.

schets

d Welke constructie is het sterkst? Rangschik de constructies van zwak naar sterk.

Interessant om weten

Wanneer we praten over constructies hebben we het vaak over stevigheid, stijfheid en stabiliteit. De stevigheid van het materiaal heeft te maken met de kwaliteit van het materiaal, dat de juiste samenstelling moet hebben en op de correcte manier moet geproduceerd zijn. Stijfheid wil zeggen dat het materiaal niet mag doorbuigen onder een bepaalde belasting en dat het de constructie moet beveiligen tegen instorting. e In de realiteit bestaan er verschillende vormen om de stevigheid van een constructie te verhogen. Combineer de vorm met de juiste verklaring.

vorm

combinatie

verklaring

driehoeken

Balken met een bepaalde vorm; er is minder materiaal nodig, wat zorgt voor een kleinere massa en de prijs drukt.

vierhoeken

De krachten worden gelijkmatig verdeeld.

bogen

Brede basis en smalle top; zorgt voor een hoge stabiliteit.

piramides

Beweeglijke constructievorm; kan vervormen tot een ruit.

profielen (U, T, L …)

Stevigste constructie omdat die vormvast is. Duwen trekkrachten zijn even groot; daardoor kunnen de hoeken niet vervormen.

Ontwerpen/Mogelijke oplossingen Forest tower

3 Constructies zijn onderhevig aan krachten. Probeer verschillende krachten uit aan de hand van de volgende proefjes. a Torsiekracht Draai een schroef in grenenhout. Doe dat opnieuw in een stukje betonplex. Merk je een verschil?

b Trekkracht Zet een lege kartonnen doos op de grond en duw ertegen. Vul de doos daarna met een grote hoeveelheid boeken en duw er opnieuw tegen. Wanneer moet je het hardste duwen?

c Drukkracht Leg een baksteen op een stuk schuimrubber. Herhaal het proefje met twee opeengestapelde bakstenen. Beschrijf wat er gebeurt.

Is er een verschil?

d Buigkracht Leg een dunne plank tussen twee schoolbanken (die op een meter van elkaar staan) en probeer ze te buigen door er bovenaan op te drukken. Schuif de banken dichter bij elkaar (ongeveer op 50 cm van elkaar) en probeer opnieuw om de plank te buigen.

MAG HET IETS MEER ZIJN?

ONDERZOEK 4 Hoe lees je een bouwplan? 1

Een architect tekent een bouwplan en ook alle bijhorende aanzichten. Vakmensen moeten die tekeningen lezen en het plan in realiteit uitvoeren. Het is handig dat ook jij zo’n plan leert lezen, zodat je de bouwwerken mee kunt opvolgen. a Wat moet er gebeuren om het plan van een appartement of een huis op papier te krijgen?

Forest tower Ontwerpen/Mogelijke oplossingen

” a2o-architecten

CV en luchtunit

slaapkamer

11 12 13 14

slaapkamer

264

meters

130

2,20 m-lijn

100

berging

300

277

100

keuken

speelzolder

hal

TH: 42

03/05/2018

302

407

525

slaapkamer

275

ocht Energieb

badkamer

ocht Energieb

300

slaapkamer

440

240

1,50 m-lijn

195

302

gelijkvloers

verdieping +01

verdieping +02

1/3

verdieping +01

195

berging

200

nachthal

TH: 42

PLAN

TH: 46 42

440

229

DATUM:

507

200

279

259

206

nachthal

Sion Netezicht

eetruimte

240

6 7

TH: 42

CV en luchtunit

690 1

badkamer

507

2,20 m-lijn

zolder

straatniveau

1,50 m-lijn

zitruimte

465

300

verdieping +02

1,50 m-lijn

100

2,20 m-lijn

16 1

TH: 42

507

profiel van meteropstellingszone

407

TH: 42

2,20 m-lijn

1,50 m-lijn

507

zolder

speelzolder

465

245

525

type 5.4/1 - nr A01W3 bruto oppervl: 170,4m² - tuin 60,5m²

type 5.4/1 - nr A01W3

BOUWHEER

type 5.4/1 - nr A01W3 bruto oppervl: 170,4m² - tuin 60,5m²

b Plaats de volgende begrippen bij de juiste afbeelding. Je hebt de keuze uit: inplantingsplan – geveltekening – verdiepingsplan – doorsnede – grondplan

FASE 1

bus 1>13

bus 1>10

B01 0/03 B01 0/02 B01 1/06 B01 1/05 B01 2/09 B01 2/08 B01 3/10

A03 0/03 A03 0/02 A03 1/06

C03 0/03 C03 1/06 C03 0/02 C03 2/09 C03 1/05 C03 2/08 C03 3/10

nieuw

C fietspad

ten

F02W2

11 F02W3 F02 0/01 F02 1/04 F02 2/07

13 bus 1>10

bus 1>12

F02 0/02 F02 0/03 F02 1/05 F02 1/06 F02 2/08 F02 2/09 F02 3/10

E02 0/02 E02 0/03 E02 1/05 E02 1/06 E02 2/08 E02 2/09 E02 3/10 E02 3/11 E02 4/12

aan

e aan zon groen gen te leg

F n Veste

WOONPROJECT SION LIER DATUM

04-08-2015 31-10-2014

OPDRACHTGEVER

Sion Netezicht nv Herkenrodesingel 4b - 3500 Hasselt T 011 85 97 13 - F 011 60 53 87 projectmanager: Frederic Beghin

WOONPROJECT SION LIER

rijwo

ning

est

sv ion

4 3

5 BOUWHEER

Sion Netezicht

1/3

ONTWERP

a2o - architecten Vissersstraat 2 - 3500 Hasselt T 011 26 03 30 - F 011 28 55 28 W www.a2o-architecten.be

DATUM:

a2o

03/05/2018 atelier voor architectuur en omgeving

overzichtsplan / inplanting

F1 & F2

op de ves

F02W1

de NetePLAN

PROJECT

SCHAAL

D02 0/03 D02 1/06 D02 2/09 D02 3/12 D02 4/13

bus 1>10

B 2

D02 0/02 D02 1/05 D02 2/08 D02 3/11

C03W2 C03 0/01 C03 1/04 C03 2/07 C03 3/10

” a2o-architecten

gelijkvloers

B01 0/01 B01 1/04

A03 1/05 A03 2/09 De maten opA03deze plannen zijn indicatief. A03 2/08 3/12 A03 3/11 4/13 De losse en A03 vaste inrichting zijn illustratief

Sionsplein

bus 1>13

C03W1

A03 2/07 A03 3/10

D02W2 D02 0/01 D02 1/04 D02 2/07 D02 3/10

E02W2 E02 0/01 E02 1/04 E02 2/07

PROJECT

A03W1

A03W2

A03W3

A03 0/01 BLOK A - ACHTERGEVEL - NOORD B01 2/07 A03 1/04

48 st. 99 st. 147 st.

2 st.

totaal rijwoningen totaal apparementen totaal units

C02W6

D02W1

E02W1

C02W5

D01W7

E01W3

D01W6

De maten op deze plannen zijn indicatief. De losse en vaste inrichting zijn illustratief

Strijpe

C02W4

A02W6

F01W2

E01W2

D01W5

” a2o-architecten

E01W1

D01W4

BLOK A - ACHTERGEVEL - NOORD

C02W3

A02W5

P.J. Denisstraat

BLOK A - VOORGEVEL - ZUID

C02W2

APPARTEMENTEN RENOVATIE ANNEX 1ste verdieping 1 st. dakverdieping 1 st.

rijwoninge

aat

FASE 2

C02W1

Hillaarseik

130

FASE 1

C01W6

F01 0/02 F01 1/04 F01 2/06 F01 3/08

F01W1

C01W5

A02W

A02W2

A02W3

A02W7

totaal

D01W3

uitbreiding SASK

bus 1>8

E01 0/03 E01 1/06 E01 2/09

F01 0/01 F01 1/03 F01 2/05 F01 3/07

bus 1>11

D01W2

C01W4

33 st.

A02W4

E01 0/02 E01 1/05 E01 2/08 E01 3/11

D01W1

C01W3

1 BLOK A - VOORGEVEL - ZUID 13

13 st. 10 st. 10 st.

C01W2

Van Grasenstraat

29 st.

nsveld

15 st. 14 st.

totaal

” a2o-architecten

100

wc 14

2 5

A01 W3

E01 0/01 E01 1/04 E01 2/07 E01 3/10

D01 0/02 D01 1/04 D01 2/06 D01 3/08 D01 4/10

E1 FAS E2 FAS

rijwoningen

RIJWONINGEN blok A blok C

APPARTEMENTEN blok A Nete blok B Nete blok C Nete

PLANNR.

nieuw aan te leggen plein

bus 1>10

C01W1

A01 W5

ocht Energieb

A01 W1

A01 W2

seik

22/02/2018 19/05/2017

DATUM:

64 st.

D01 0/01 D01 1/03 D01 2/05 D01 3/07 D01 4/09

264

keuken hal

BOUWHEER

Sion Netezicht

3/3

zitruimte

PLAN

totaal

renovatie van Annex buurthuis + 2 wooneenheden

nieuw aan te leggen plein

Hillaar

WOONPROJECT SION LIER

PROJECT

10 st. 11 st. 8 st. 13 st. 12 st. 10 st.

meters

APPARTEMENTEN blok D plein blok E plein blok F plein blok D Nete blok E Nete blok F Nete

FASE 2

bestaande gebouwen SASK

rijwoningen

Koepoortstraat

A01 W4

277

19 st.

B vp

690

eetruimte

De maten op deze plannen zijn indicatief. De losse en vaste inrichting zijn illustratief

300

BLOK A - ACHTERGEVEL - NOORD

9 st. 5 st. 5 st.

totaal

Lookstr

ocht Energieb

BLOK A - VOORGEVEL - ZUID

RIJWONINGEN blok D blok E blok F

Interessant om weten

Er bestaan verschillende bestemmingen voor gronden. Niet op elke grond mag je zomaar bouwen. Zo mag er niet gebouwd worden op agrarisch gebied, recreatiegronden, industrieterreinen enzovoort. Dat alles zorgt voor een goede ruimtelijke ordening.

2 Bekijk het grondplan van een appartement via het onlinelesmateriaal en los de bijhorende vragen op. Op de volgende pagina vind je alvast een kleine versie van het grondplan. a Ligt het terras hoger of lager dan de woonruimte? En zo ja, wat is het hoogteverschil?

b Wat is de oppervlakte van slaapkamper 1? c

Wat is er voorzien in de berging?

d Ga je naar het terras via een schuifraam of een deur? e Kun je tevreden zijn met slaapkamer 2? Waarom? f

Waarom zijn sommige muren dikker?

g In de nachthal staat VP vermeld. Wat betekent dat? h Wat is de breedte van de badkamer? i

Wanneer kun je in de zon zitten op het terras?

Ontwerpen/Mogelijke oplossingen Forest tower

A03 0/03 bruto oppervl: 103m² - terras: 20m² - tuin: 86m²

Brievenbussen 21

3705

359

8 7 6 5 4 3 2 1

20 19 18 17 14 16 13 15 12 14 11 13 10 912

slaapkamer 1

TH: 50

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

11 259

315 TH: 50

slaapkamer 2 1015

nachthal WM

badkamer

berging 150

125

260

3265

hal

209

WTW

tuin

169

240

leefruimte

220

keuken

2 treden

eetruimte

Koker 186 / 55

359

454

7835

afstap 15cm

774

terras

343

BLOK A - GEVEL - OOST

BLOK A - ACHTERGEVEL - ZUID

De maten op deze plannen zijn indicatief. De losse en vaste inrichting zijn illustratief

PROJECT

BLOK A - VOORGEVEL - NOORD

PLAN

WOONPROJECT SION LIER

BOUWHEER

Sion Netezicht

1/2

Forest tower Ontwerpen/Mogelijke oplossingen

DATUM:

08-04-2016

” a2o-architecten

MAKEN – IN GEBRUIK NEMEN/TESTEN – EVALUEREN/BIJSTUREN MAKEN 1

Je bent bijna klaar om je verticale toren te bouwen. Overloop nog eens alle onderzoeksopdrachten en noteer in de eerste kolom een aantal criteria waaraan jouw toren moet voldoen. criteria

ja/nee

mogelijke oplossing

2 Kies samen met je leerkracht voor een van de sporen. Spoor 1: toren bouwen volgens een voorbeeld dat je kunt terugvinden bij het onlinelesmateriaal Spoor 2: toren zelf ontwerpen en bouwen (maximale hoogte 50 cm) Spoor 3: toren zelf ontwerpen en bouwen (maximale hoogte 50 cm) + inplantingsplan uitwerken (al dan niet samen met andere klasgenoten) Spoor 4: spoor 1, 2 of 3 optimaliseren om hoger dan 50 cm te bouwen 3 Wat is het eerste dat je moet doen alvorens te starten met de bouw van je verticale toren?

4 Welke materialen ga je gebruiken om de toren te realiseren?

5 Welk gereedschap heb je hiervoor nodig?

6 Volg de stappenplannen bij het onlinelesmateriaal. Voer elke stap grondig uit en sla zeker geen stap over. Vul je evaluatiefiche verder aan (evaluatie onderstel).

Maken – In gebruik nemen/Testen – Evalueren/Bijsturen Forest tower

IN GEBRUIK NEMEN/TESTEN Vul de tabel hierboven verder aan. a Voldoet je toren aan de vooropgestelde criteria? Vul de tweede kolom in van de tabel hierboven. b Indien niet, welke mogelijke oplossing kun je aanbieden? Vul de derde kolom in van de tabel hierboven. EVALUEREN/BIJSTUREN

BIJSTUREN 1 The sky is the limit! Optimaliseer je toren zodat je hoger kunt bouwen dan 50 cm. a Hoe kun je de stabiliteit verhogen zodat je hoger kunt bouwen?

Hoe kun je de stevigheid verhogen?

Interessant om weten

EVALUEREN

Om een gebouw op te trekken moet je eerst een stevige fundering voorzien. Die bestaat meestal uit gewapend beton. De fundering zorgt voor de stabiliteit van het gebouw.

Voldoet je toren aan je verwachtingen? Waarom wel/niet?

2 Wat vond je het moeilijkste/gemakkelijkste aan deze opdracht?

3 Als je opnieuw zou beginnen, wat zou je dan anders aanpakken?

4 Met welke toren van één je klasgenoten zou je willen ruilen? Waarom?

5 Vul ten slotte de onderdelen ‘Sociale vaardigheden’ en ‘Vakattitudes’ in je evaluatiefiche aan.

Forest tower Maken – In gebruik nemen/Testen – Evalueren/Bijsturen

WOORDENLIJST Forest tower term

definitie

betonplex

in je eigen woorden

bevolkingsdichtheid

het aantal inwoners per km2

fileleed

ellende veroorzaakt door opstoppingen in het verkeer

lageemissiezone

Geeft aan hoe goed voorzieningen voor openbaar vervoer, onderwijs, winkels en diensten, ontspanning, sport en cultuur, gezondheid en zorg, te voet of met de fiets bereikbaar zijn.

Mobiscore

vakgebied dat zich bezighoudt met het verband tussen samenstelling en structuur van materialen en hun eigenschappen

materialenkennis

recreatiegebied

stadsontwikkeling

verkaveling

een afgebakend gebied waarin bepaalde voertuigen niet binnen mogen, of slechts onder bepaalde voorwaarden, omdat ze te veel schadelijke stoffen uitstoten

Een gebied waar men zich in de buitenlucht kan ontspannen. Het bevat altijd een aantal voorzieningen (parken, zwembaden ...). Beleid waarbij een stad beter ingericht wordt. Het omvat: opknappen van oude stadswijken, renovatie van bestaande woningen, voorzieningen die het leven in de stad beter maken. De manier waarop land in stukken is verdeeld. Die stukken grond noemen we ook kavels.

WOORDENLIJST Forest tower

Forest tower WOORDENLIJST

Â© N

VA IN

CHAOS

Wat wil ik te weten komen over dit thema?

Ontdek deze opties via het onlinelesmateriaal.

CHAOS WOW!

BEHOEFTE/PROBLEEM 1

Je hebt een vrije dag en je wilt je kamer een grondige opruimbeurt geven. Samen met je ouders verzamel je alle rommel en vertrek je naar het containerpark.

a Help je ouders met het weggooien van de afgebeelde spullen door ze in de juiste container te deponeren.

NIETRECYCLEERBAAR

PLASTIC

ORGANISCH

GLAS

Het metalen speelgoed moet in

METAAL

PAPIER

Het gebroken glas moet in

Het verwelkte plantje gooi je in De lege pizzadoos moet in

b Wat moet je doen als je niet goed weet in welke container je iets moet weggooien?

Bekijk de cartoon hiernaast. Wat wil die duidelijk maken?

d Waarom is het zo belangrijk dat we sorteren?

Bron: Vlaamse overheid, Departement Omgeving, MOS.

Behoefte/Probleem CHAOS

2 De klus is bijna geklaard. Je moet enkel nog jouw bureau aanpakken. a Welk van de afbeeldingen komt het meest overeen met jouw bureau?

foto A

foto B

foto C

b Is dit de optimale werkplek voor jou? Waarom wel / waarom niet?

Ga via het onlinelesmateriaal naar het artikel over orde op je bureau. Waarom is het belangrijk om een proper bureau te hebben?

d Waarom moeten de volgende werkplaatsen proper en netjes zijn? - Technieklokaal:

- Bouwwerf:

- Tandarts:

Het is belangrijk om een ordelijke en gestructureerde werkplek te hebben. Dat geldt voor o.a. een bouwwerf, een ziekenhuis, een containerpark en ook in de keuken.

CHAOS Behoefte/Probleem

ONTWERPEN/ MOGELIJKE OPLOSSINGEN Omdat je een organiser gaat maken uit verschillende materialen die je nog niet zo goed kent, is het belangrijk om ze te onderzoeken. Aan de hand van verschillende onderzoeken ga je enkele eigenschappen leren kennen van cement, koper, ijzer en kunststof. ONDERZOEK 1 Wat kun je allemaal maken met cement? Cement is een bouwmateriaal dat bestaat uit fijngemalen grondstoffen. Gemengd met water vormt cement een vloeibare massa die na enige tijd uithardt onder invloed van een chemische reactie. Het is dan ook nodig om een mal (gietvorm) te maken, zodat het cement in de gewenste vorm kan drogen.

a Waarom is het belangrijk om de mal uit het geschikte materiaal te maken?

pvc

metaal

mdf

karton

betonplex

b Welke materialen kunnen gebruikt worden om een mal te maken? Omcirkel de correcte antwoorden.

Interessant om weten

Betonplex is een soort plaatmateriaal waarop een epoxylaag (een laagje kunststof) aangebracht wordt om ervoor te zorgen dat het hout niet nat kan worden tijdens het uitharden van het beton.

2 Je kunt meteen de handen uit de mouwen steken, want je mag een van de onderstaande voorwerpen maken.

a Welk voorwerp wil jij maken?

Ontwerpen/Mogelijke oplossingen CHAOS

b Eerst moeten we een gepaste mal bedenken, maken of zoeken. - Als je de mal zelf maakt, welk materiaal ga je dan gebruiken?

- Als je de mal niet zelf maakt, wat kun je dan gebruiken?

3 Je bent bijna klaar om aan je werkstuk te beginnen. a Eerst moet je de hoeveelheid cement berekenen. Daarvoor moet je het volume berekenen van de door jou gekozen vorm. Wat is de formule om het volume te berekenen? - Voor de theelichthouder is de vorm een cilinder. Daarvoor is de formule: Volume = oppervlakte grondvlak x hoogte

- Voor het bloempotje is de vorm een kubus. Daarvoor is de formule: Volume = lengte3 - Bij de magneetjes is de vorm afhankelijk van je gekozen gietvorm. (De formule voor het berekenen van het volume is afhankelijk van de vorm.)

Interessant om weten

De droogtijd van cement kan oplopen tot enkele dagen. Heb je geen tijd om daarop te wachten, dan kun je snelcement gebruiken. Daaraan heeft men een extra bestanddeel toegevoegd waardoor de droogtijd aanzienlijk korter wordt.

b Via het onlinelesmateriaal kun je opzoeken welke materialen en gereedschappen je nodig hebt om je voorwerp te maken. Noteer die benodigdheden.

Stel een stappenplan op voor het maken van je voorwerp. Gebruik minstens vijf stappen.

d Voer nu het stappenplan uit voor het maken van jouw voorwerp. e Is je werkstuk voldoende stevig?

CHAOS Ontwerpen/Mogelijke oplossingen

Vond je dit een moeilijke of een gemakkelijke opdracht?

g Waarom is dat zo?

h Waarom wordt cement vaak gebruikt in werkstukken? Met andere woorden: welke eigenschappen van cement zijn hiervoor belangrijk?

4 Met cement kun je nog heel wat andere producten maken. a Noteer bij elk product welke bestanddelen er gebruikt worden. Zoek de nodige informatie op het internet. mortel

gewapend beton

beton

b Geef bij elke grondstof een toepassing.

Mortel:

Beton:

Gewapend beton: c

Rangschik de grondstoffen van sterk naar minst sterk. Zoek ook hier de informatie op het internet.

d Veronderstel dat je nog een werkstuk zou maken. Hoe zou je het dan steviger kunnen maken?

ÂŠ

Interessant om weten

Om gewapend beton te maken plaatst men stalen netten in het beton. De netten zorgen ervoor dat de druk verdeeld wordt over een grotere oppervlakte, zodat de constructie een grotere draagkracht kan verdragen. De berekeningen van de druk worden uitgevoerd door burgerlijke ingenieurs.

Ontwerpen/Mogelijke oplossingen â&#x20AC;&#x201A;â&#x20AC;&#x201A;CHAOS

5 Er zijn heel wat beroepen die werken met cement, beton of mortel. Zoek de nodige informatie op het internet. a Wat doet een bekister/betonneerder?

b Wat is een ijzervlechter?

Wat is de taak van een metser?

ONDERZOEK 2 Hoe kan ik koperdraad verwerken?

Koper kun je in verschillende (half) afgewerkte producten bekomen. Zo kun je gemakkelijk een koperen plaat of koperdraad kopen. Om de volgende opdracht uit te voeren, heb je een koperen staaf van 0,5 m lang en 1 mm doorsnede nodig.

a Welk gereedschap gebruik je het best om de koperen staaf in stukjes te verdelen? Waarom is dat?

b Welk van het bovenstaande gereedschap gebruik je om een koperen staaf van 3 mm dikte in stukjes te verdelen?

Interessant om weten Een kniptang wordt gebruikt om metaal met een doorsnede van maximaal 1,6 mm door te knippen. Dat is gereedschap dat vaak gebruikt wordt door een elektricien. Als men dikkere staven wil doorzagen, moet men een metaalzaag gebruiken. Die heeft veel kleinere tanden dan een houtzaag.

CHAOS Ontwerpen/Mogelijke oplossingen

Zoek op het internet een drietal eigenschappen van koper die belangrijk zijn bij het verwerken van koper.

d Noem enkele beroepen die met koper werken.

a Wat heb je daarvoor nodig?

2 Probeer nu om de initialen van je naam te plooien uit de koperdraad.

Stap 1 Stap 2 Stap 3 Stap 4 Stap 5

Teken de initialen van je naam op het blad papier. Let erop dat je ze niet te groot tekent, zodat je maar 1 koperen staaf (0,5 m lang) nodig hebt. Plooi de eerste letter met behulp van de (half)ronde bektang. Knip het resterende gedeelte af. Plooi nu de tweede letter. Soldeer de beide letters aan elkaar. (Als je nog een restantje koperdraad hebt, kun je zelfs een verbindingsstukje maken.)

ÂŠ

b Volg het volgende stappenplan om de opdracht uit te voeren.

Welke eigenschappen van koper maakten dat je de oefening gemakkelijk kon uitvoeren?

d Als je een raster wilt maken met koperen staven met een doorsnede van 3 mm, welke eigenschap is er dan belangrijk?

Ontwerpen/Mogelijke oplossingen â&#x20AC;&#x201A;â&#x20AC;&#x201A;CHAOS

ONDERZOEK 3 Welke eigenschappen van ijzer zijn belangrijk bij de verwerking ervan?

Interessant om weten Omstreeks 1500 voor Christus werd het eerste ijzer in laagovens geproduceerd. De laagovens hadden een hoogte van ongeveer 2 tot 3 meter. In de ovens bracht men houtskool en ijzererts samen. Bij de verbranding van de houtskool bereikte men een temperatuur van ongeveer 1 200 °C. Dat was voldoende om het ijzererts vloeibaar te maken.

Omdat de laagovens geen grote hoeveelheden ijzer konden produceren en omdat het rendement vrij laag lag, is men op zoek gegaan naar een andere manier om ijzer te produceren. Zo zijn de hoogovens ontstaan. In een hoogoven worden ijzererts en koolstof samen verhit. De temperatuur loopt daarbij zo hoog op dat er vloeibaar ijzer ontstaat. IJzer wordt gebruikt bij tal van toepassingen. Daartoe moet het voldoen aan bepaalde eigenschappen. Via een aantal experimenten ga je die eigenschappen onderzoeken.

a In de tabel hieronder staan drie vragen die verwijzen naar bepaalde eigenschappen van ijzer. Welke eigenschappen van ijzer worden onderzocht?

b Voer de beschreven experimenten uit en vul intussen de tabel verder in. vraag

hypothese

Is ijzer een elektrische geleider?

Roest ijzer? IJzer roest in een vochtige omgeving.

benodigdheden

doormeetapparaat ijzeren voorwerp

werkwijze

Plaats het ijzeren voorwerp tussen de klemmen van het doormeetapparaat.

Nader het ijzeren voorwerp met een magneet.

De led van het doormeetapparaat gaat branden.

IJzer laat de elektrische stroom door.

waarneming

besluit

Is ijzer magnetisch?

IJzer is een elektrische geleider.

CHAOS Ontwerpen/Mogelijke oplossingen

ijzeren nagel (niet te dik) kommetje met water

2 Metalen die aangetrokken worden door een magneet, noemen we ferrometalen. De andere metalen zijn non-ferrometalen. Met behulp van een magneet kunnen we het onderscheid maken. Dat is gemakkelijk om bijvoorbeeld te weten in welke container we een bepaald metalen voorwerp mogen weggooien. a Neem enkele metalen en test of ze al dan niet magnetisch zijn. b Plaats een kruisje in de correcte kolom van de tabel hieronder. ferrometaal

non-ferrometaal

3 Om ijzer te verwerken moeten we het geschikte gereedschap gebruiken. Vooral de dikte van de metaalplaat is hierbij erg belangrijk.

a Neem een ijzeren plaatje van 1 mm om het door te knippen. Omcirkel het gereedschap waarvan jij denkt dat je het kunt gebruiken. Noteer ook de correcte naam van het gereedschap.

b Knip een plaatje met de volgende afmetingen: lengte en breedte 90 mm. Je zult ook moeten boren in de ijzeren plaat. Welk soort boor moet je daarvoor gebruiken?

d Op iedere boor staat een getal. Wat betekent dat?

e Hoe wordt een boorpunt aangeduid op een technische tekening?

Interessant om weten Houtboren hebben een spitse punt en voorsnijders. Steenboren hebben een kleine beitel vooraan op de punt om door het harde materiaal heen te kloppen. Je zet de boormachine dan op klopstand. Bij een metaalboor heb je een stompe punt. Om niet uit te schuiven in het begin raadt men aan om eerst met een els een puntje te slaan op je plaat.

Ontwerpen/Mogelijke oplossingen CHAOS

Neem het plaatje dat je daarnet geknipt hebt en sla met de els een klein puntje op de aangegeven plaatsen. Boor de gaten met de diameters die aangegeven zijn op de technische tekening. 90 7

7 7 x Ø4 mm

x Ø4 mm

Ø4 mm x

7 Er zijn een groot aantal verschillende soorten kunststoffen. Om die gemakkelijk te kunnen sorteren, worden ze aangeduid met een nummer of met letters.

ONDERZOEK 4 Hoe kan ik kunststof verwerken?

a Je krijgt van je leerkracht een drietal kunststoffen. Welke zijn dat? Gebruik daarvoor de aanduidingen op de kunststof en de figuur hierboven.

b Welke kunststof zal moeilijk kunnen gerecycleerd worden? Waarom?

CHAOS Ontwerpen/Mogelijke oplossingen

2 Om jouw organiser te maken, gebruiken we twee andere soorten kunststof: pvc-hardschuim en plexiglas (acrylglas). a Markeer de correcte naam bij de foto’s.

pvc-hardschuim / acrylglas

b Vergelijk de beide kunststoffen op de eigenschappen die hieronder in de tabel vermeld staan. Zet een kruisje in de juiste kolom. eigenschap

acrylglas

Het is een harde kunststof.

pvc-hardschuim

Ze is doorzichtig.

Ze is heel glad.

Ze is krasbaar met een vingernagel.

Verkrijgbaar in verschillende kleuren

3 Je zult de kunststof eerst en vooral moeten verzagen. We gebruiken hiervoor platen van maximaal 3 mm dikte. a Markeer wat je gaat gebruiken om het acrylglas te verzagen. Je hebt de keuze uit:

metaalzaag, houtzaag, keukenmes of breekmes.

b Zaag een stuk acrylglas van 250 mm op 50 mm.

- Wat vond je gemakkelijk?

- Wat vond je moeilijk?

- Wat kun je doen om dit probleem te vermijden?

Markeer wat je gaat gebruiken om de plaat uit pvc-hardschuim te verzagen. Je hebt de keuze uit: metaalzaag, houtzaag, keukenmes of breekmes.

d Zaag of snij een stukje pvc-hardschuim van 100 mm op 50 mm.

- Wat vond je gemakkelijk?

- Wat vond je moeilijk?

- Wat kun je doen om dit probleem te vermijden?

Ontwerpen/Mogelijke oplossingen CHAOS

4 Boren in hout hebben we misschien al wel eens gedaan. In een vorige oefening heb je zeker al geboord in ijzer. Nu is het de beurt aan kunststof. a Neem je stuk pvc-hardschuimplaat dat je in oefening 3d hebt gemaakt. Meet de diameter van de verschillende voorwerpen en schrijf die in de tabel.

Welk gereedschap ga je hiervoor gebruiken?

b Welke diameter van boor ga je nodig hebben om een gaatje te boren zodat jouw schrijfgerief in het gaatje past?

Welk soort boor ga je gebruiken?

d Boor vijf boorgaten in je pvc-hardschuimplaat. De diameter van de gaten moet overeenkomen met jouw schrijfgerief. Gebruik minstens twee verschillende diameters. e Bekijk via het onlinelesmateriaal het filmpje in verband met het boren in een acrylplaat. Los daarna de bijhorende vragen op. - Waarom is het noodzakelijk om een veiligheidsbril op te zetten als je in plexiglas gaat boren?

- Welk soort boor zul je moeten gebruiken om een boorgat van 4 mm te bekomen?

- Hoeveel afstand moet je bewaren tussen de rand van het plexiglas en het te boren gat?

CHAOS Ontwerpen/Mogelijke oplossingen

5 Om kunststoffen met elkaar te verbinden, maken we meestal gebruik van lijm. We mogen echter niet zomaar elke lijm gebruiken. a Waarom is het belangrijk om de correcte lijm te gebruiken?

b In de tabel staan enkele lijmen, met hun specifieke toepassing. Bepaal daarmee welke lijm je moet gebruiken om de volgende problemen op te lossen. Markeer dit onder de tabel. lijm 2

lijm 3

lijm 1

Lijmt isolatieplaten en plafondtegels van polystyreenschuim, dikker dan 10 mm op poreuze ondergronden zoals hout, spaanplaat, regelwerk, beton, steen en stucwerk.

Lijm voor reparaties van vinyl/zacht pvc-materiaal. Repareert o.a. opblaasbare boten/zwembadjes/ zwembanden/strandballen, tentzeilen, waterbedden, regenkleding en vijverfolie.

Voor het lijmen van harde pvc-afvoerbuizen, hulpstukken en goten van hard pvc met nauwere of perspassing, ook voor ABS, spleetvullend tot 0,6 mm. Voor verlijming van pvc-buizen met buitenmiddellijnen tot en met 160 mm. Wordt geleverd met kwast.

- Ik wil het gaatje in mijn luchtmatras dichtmaken door er een zacht stukje kunststof op te lijmen.

lijm 1 / lijm 2 / lijm 3

- Ik wil pvc-buizen voor waterafvoer aan elkaar kleven. lijm 1 / lijm 2 / lijm 3

- Ik moet twee pvc-hardschuimen onderdelen met elkaar verbinden. lijm 1 / lijm 2 / lijm 3

- Er moeten verschillen platen uit acrylglas met elkaar verlijmd worden om een kubus te maken. lijm 1 / lijm 2 / lijm 3

Ontwerpen/Mogelijke oplossingen CHAOS

Interessant om weten Lijm is meestal vloeibaar. Tijdens het drogen is het belangrijk dat de te lijmen onderdelen niet verschuiven. Daarom gebruik je het best een lijmklem of spanklem.

Lijmen is een vaste verbinding. Dat wil zeggen dat je de onderdelen niet meer kunt losmaken zonder het werkstuk te beschadigen. Men maakt ook een onderscheid tussen vullende en niet-vullende lijmen. Vullende lijmen gebruik je bij voorkeur om ruwe oppervlakken aan elkaar te bevestigen. Voor gladde oppervlakken gebruik je niet-vullende lijmen. Het volstaat daarbij om slechts op één van de oppervlakken lijm aan te brengen.

Zijn de volgende stellingen correct of niet correct? Verklaar je antwoord.

- Hoe meer lijm ik gebruik, hoe beter.

- Ik moet een constante druk uitoefenen gedurende de droogtijd.

CHAOS Ontwerpen/Mogelijke oplossingen

MAKEN – IN GEBRUIK NEMEN/TESTEN – EVALUEREN/BIJSTUREN MAKEN Je gaat nu zelf een organiser maken, waarbij je cement, ijzer, koper en kunststof gaat gebruiken. Overleg met je leerkracht voor welk spoor je kunt kiezen. Spoor 1: een organiser maken zoals uitgewerkt staat in model 1 Spoor 2: een organiser maken zoals uitgewerkt staat in model 2 Spoor 3: met dezelfde materialen als bij de organiser van spoor 1 of spoor 2, maar zelf bepalen hoe je organiser er zal uitzien, zowel wat de grootte als het uitzicht betreft

criteria

2 Som enkele criteria op waaraan je organiser moet voldoen. ja/nee

mogelijke oplossing

3 Welke materialen heb je nodig om je organiser te maken?

4 Bekijk de ontdekplaat bij het onlinelesmateriaal. Welke gereedschappen heb je nodig om je organiser te maken?

5 Volg de stappenplannen bij het onlinelesmateriaal. Voer elke stap grondig uit en sla zeker geen stap over.

Maken – In gebruik nemen/Testen – Evalueren/Bijsturen CHAOS

Tip Hou rekening met de opmerkingen over veiligheid en ergonomie. Sommige stappen moet je laten controleren door je leerkracht. Deze stappen zijn gelinkt aan de evaluatieformulieren die je krijgt van je leerkracht. Bovendien worden sociale vaardigheden en vakattitudes geëvalueerd gedurende het volledige proces. Je vindt ze ook terug op het evaluatieformulier.

IN GEBRUIK NEMEN/TESTEN 1

Duid in de tweede kolom van de tabel op de voorgaande pagina aan of je organiser voldoet aan de vooropgestelde criteria. Als je antwoord ‘nee’ is, stel je dan de vraag wat je gaat doen om het op te lossen en noteer de oplossing in de derde kolom. Eventueel kan een medeleerling of je leerkracht je daarbij helpen.

EVALUEREN/BIJSTUREN 1

Wat vond je moeilijk aan deze opdracht?

2 Neem je evaluatiefiche en evalueer jezelf bij het laatste onderdeel (Testen) bij vaardigheden. Laat dat nadien controleren door je leerkracht.

2 Wat vond je gemakkelijk aan deze opdracht?

3 Welke tip heeft jouw buur om jouw werkstuk nog te verbeteren?

4 Wat vindt je buur zeer goed aan je werkstuk?

5 Ben je tevreden over je organiser?

6 Wat kun je nog verbeteren aan je organiser?

7 Vul ten slotte de onderdelen ‘Sociale vaardigheden’ en ‘Vakattitudes’ in je evaluatiefiche aan.

CHAOS Maken – In gebruik nemen/Testen – Evalueren/Bijsturen

WOORDENLIJST Chaos term

definitie

bouwwerf

in je eigen woorden

plaats waar gebouwd wordt

chemische reactie

plaats waar men huishoudelijk afval sorteert in de daartoe bestemde containers

containerpark

ook chemisch verschijnsel genoemd; proces waarbij beginproducten met elkaar reageren zodat nieuwe producten gevormd worden

droogtijd

tijd die nodig is om een bepaalde stof te laten drogen

elektricien

metaal dat aangetrokken wordt door een magneet metaal dat niet aangetrokken wordt door een magneet

non-ferrometaal

raster

Gereedschap waarmee je een putje klopt in materiaal, waarin je een gat wilt boren. Het putje dient om de boor niet te laten wegspringen.

els

ferrometaal

gespecialiseerd vakman die zorgt voor de aanleg en het onderhoud van elektrische installaties

hekwerk van planken, latten of ijzerdraad

volume

inhoud

werkplek

plaats waar men werkt

WOORDENLIJST CHAOS

CHAOS WOORDENLIJST

Â©

Reality check

Wat wil ik te weten komen over dit thema? Ontdek deze opties via het onlinelesmateriaal.

REALITY CHECK WOW!

BEHOEFTE/PROBLEEM We willen alles steeds levensechter ervaren. De laatste jaren is 3D dan ook enorm populair geworden. Waarschijnlijk heb je in de bioscoop al eens een film gezien door een 3D-bril. Of je hebt een 3D-spel gespeeld op een spelconsole. Misschien heb je zelfs al een voorwerp in 3D geprint.

Al die 3D-technologieën zijn nog steeds volop in ontwikkeling. Maar hoe werkt 3D-technologie en hoe zal die techniek in de toekomst ons leven nog meer veranderen?

Om er alvast een beetje in te komen kijk je naar de 3D-afbeelding hieronder.

a Staar intens naar de figuur en laat je ogen als het ware ‘los’, zodat ze een nieuwe focus zoeken. Je zult zien dat de objecten precies tot leven komen.

b Noteer wat je ziet.

Als het niet meteen lukt, geen zorg, probeer later gewoon nog een keer.

Behoefte/Probleem Reality check

2 Om de 3D-technologieën verder te onderzoeken, moet je weten wat 3D betekent. a Waarvoor staat de afkorting 3D? b Welke dimensie komt er bij naast lengte en breedte (tweedimensionaal)? c

Soms wordt er ook gesproken over de vierde dimensie. In de filmwereld wordt 4D als marketingterm gebruikt om het extra entertainmentsysteem tijdens een film te beschrijven zoals wind, regen, bewegende stoelen ...

Wat is wetenschappelijk de vierde dimensie?

Interessant om weten 3D is geen recente technologie. Meer dan 100 jaar geleden experimenteerde men al met de optische illusie van de derde dimensie.

In de 19e eeuw maakte men zogenaamde ‘stereo’-beelden (gebaseerd op twee beelden) met een camera. Zoals wij twee ogen hebben waarbij we beelden vanuit een iets andere hoek zien, heeft een 3D-camera ook twee ‘ogen’ of beter gezegd lenzen. Vanuit elke lens wordt een beeld genomen. Die beelden verschillen lichtjes van elkaar.

Veronderstel dat je deze zomer met je vrienden naar een pretpark wilt gaan. Tijdens de LO-les heb je echter je voet verstuikt, waardoor je niet meekunt. Toch wou je zo graag eens ervaren hoe het voelt om in een karretje van een rollercoaster over het parcours te suizen. Is het mogelijk om een Virtual Reality-bril (VR-bril) te maken waarmee je het gevoel kunt krijgen dat je in een pretpark bent?

Hoe kan de virtuele wereld je daarbij helpen?

Reality check Behoefte/Probleem

ONTWERPEN/ MOGELIJKE OPLOSSINGEN Iedereen heeft wel al eens gebruik gemaakt van 3D-technologie. Wanneer je een 3D-beeld bekijkt met een 3D-bril maak je gebruik van deze technologie. Hoe het komt dat dit kan, is voor velen een open vraag. We gaan dus op onderzoek. ONDERZOEK 1 Hoe kun je 3D kijken? 1

Je kunt diepte zien omdat je twee ogen hebt die op een zekere afstand van elkaar staan.

a Meet met een schuifmaat of meetlat de afstand tussen de twee ogen van een klasgenoot. Je meet van traanklier tot traanklier. Hoe groot is die afstand?

b Meet nu de breedte van één oog. Hoe groot is die afstand?

Wat kun je hieruit besluiten?

Interessant om weten

Er komen meer typische verhoudingen voor bij de mens. Je gezicht is bijvoorbeeld even groot als je hand. De breedte van je neus is gelijk aan de breedte van je oog.

2 Als je een nieuwe bril nodig hebt, ga je naar een opticien. a Bij het aanpassen van een bril meet de opticien niet van traanklier tot traanklier. Welke afstand meet hij wel?

Je gaat nu deze afstand meten bij een klasgenoot. Ga als volgt te werk.

1 2 3 4 5

Zorg ervoor dat jij en je klasgenoot op ongeveer dezelfde hoogte zitten in een voldoende verlichte ruimte. Laat je klasgenoot een liniaal op het neusbeen leggen. De klasgenoot sluit het linkeroog en focust zich op een voorwerp dat op 400 mm (0,4 m) staat. Je let erop dat de 0 op de liniaal zich exact ter hoogte van het centrum van de pupil bevindt. De klasgenoot opent nu het linkeroog zonder het hoofd of de liniaal te bewegen en sluit het rechteroog. Lees nu het cijfer af op de liniaal dat correspondeert met het centrum van de pupil van het linkeroog. Dat cijfer duidt de grootte aan van de pupilafstand.

Ontwerpen/Mogelijke oplossingen Reality check

Het cijfer dat je kon aflezen is de veraf PD. De dichtbij PD wordt berekend door de veraf PD met 3 mm te verlagen. Welke dichtbij PD heb je berekend?

65 mm of 6,5 cm

3 Doordat je ogen iets uit elkaar staan, zie je twee verschillende beelden, vanuit een iets andere hoek. Ontdek dit zelf via de volgende opdrachten.

a Zet een doos, waarvan elke kant een andere kleur heeft, op 400 mm afstand voor je. Dek om beurt je linker- en je rechteroog af, waardoor je de doos vanuit een andere hoek bekijkt. Teken in de twee kaders het beeld dat je van de doos ziet.

b Zie je ook twee dozen staan als je allebei je ogen opendoet? Hoe komt dat?

Reality check Ontwerpen/Mogelijke oplossingen

Op een gewone foto kun je inschatten hoe ver een voorwerp verwijderd is aan de hand van de grootte van het voorwerp. Zo is een voorwerp kleiner als het op een grotere afstand staat. Je ziet dus ‘diepte’ in de foto. Bestudeer de figuur hiernaast. Zie je diepte? Waarom wel/niet?

d Om diepte te zien in een (vlakke) foto, moet je jouw hersenen een beetje voor de gek houden. Dat doe je door twee beelden te laten zien. Daardoor denken de hersenen dat je naar iets kijkt dat diepte heeft en dus 3D is. Wat is een manier om dit te doen?

ONDERZOEK 2 Hoe kun je een vlakke (2D) foto of beeld in 3D zien?

Diepte kun je dus zien doordat je hersenen twee verschillende beelden op hetzelfde moment verwerken.

a Bekijk de foto hieronder.

b Is het beeld links volledig identiek aan het beeld rechts? Indien niet, noteer wat er anders is.

Als je aan je linkeroog enkel het linkerbeeld toont en aan je rechteroog enkel het rechterbeeld, dan worden deze twee verschillende beelden gelijktijdig naar jouw hersenen gestuurd.

Welk hulpmiddel heb je daarvoor nodig?

Interessant om weten Er zijn verschillende manieren om elk oog een afzonderlijk beeld te laten bekijken. Reeds in de 19e eeuw bestond er een stereokijker waarmee je twee beelden, die naast elkaar lagen, afzonderlijk kon bekijken. Door vergrotingslenzen in de bril kon het linkeroog enkel het linkse beeld waarnemen en het rechteroog enkel het rechtse. Vervolgens vertaalden de hersenen deze twee afzonderlijke beelden naar één beeld met diepte.

Ontwerpen/Mogelijke oplossingen Reality check

2 Als je vandaag een 3D-film bekijkt, zie je echter geen twee beelden naast elkaar. a Bekijk de figuur hiernaast. Beschrijf hoe er twee verschillende beelden getoond worden.

b De 3D-foto werkt volgens de (oude) anaglyph-methode. Welke kleuren kun je waarnemen?

Om de beelden terug te splitsen en afzonderlijk te bekijken, hebben we opnieuw een speciale bril nodig. Hoe kun je elk oog een ander beeld laten zien?

d Teken hieronder een schets van een 3D-bril waarmee je op basis van de anaglyph-methode kunt kijken. Als je de bril echt wilt maken, volg dan het stappenplan dat je vindt via het onlinelesmateriaal.

e Als je met het linkeroog door het rode glas of de rode folie kijkt, welk beeld wordt er dan uit de 3D-foto gefilterd? f

Bekijk de figuur hiernaast. Wat is het nadeel als het 3D-beeld van nature veel rode kleur bevat?

Reality check Ontwerpen/Mogelijke oplossingen

Interessant om weten Ook NASA gebruikt anaglyphen om stereofoto’s te bekijken die bijvoorbeeld gemaakt zijn door hun onbemande ruimtevaartuigen Mars Exploration Rovers (MER’s). Zo’n MER heeft een massa van ongeveer 180 kilogram. Het rijdt op zes wielen die onafhankelijk van elkaar kunnen draaien en bewegen.

MER’s zijn het resultaat van een intensieve samenwerking tussen de verschillende wetenschappelijke disciplines. Technici zorgen voor de uitrusting met technologische instrumenten als camera’s (infrarood, panorama, enzovoort) en werktuigen om de buitenste laag van rotsen te slijpen (RAT: Rock Abrasion Tool). Geologen kunnen dan het rotsen grondmateriaal analyseren en bestuderen. Aan de hand van foto’s en meetgegevens die de MER’s elke dag naar de aarde zenden, kunnen wetenschappers (wiskundigen en fysici) de taken bepalen die de MER’s daarna zelfstandig moeten uitvoeren.

3 De anaglyph-methode werkt niet altijd optimaal in kleur. Er zijn echter nog andere technologieën die minder gevoelig zijn voor kleur. a Bekijk de afbeelding. Je ziet dat er uit de figuur licht straalt (pijlen) dat in twee richtingen trilt.

b Welke techniek kan men gebruiken om twee verschillende beelden over elkaar te projecteren, waarbij elk oog toch een afzonderlijk beeld te zien krijgt?

Geef de naam van deze 3D-methode.

Interessant om weten

Veel bioscopen of 3D-televisies maken gebruik van polarisatie in plaats van anaglyph. Via een bril met polariserende glazen vangt elk glas een verschillende trilling op, waardoor er ook een verschillend beeld ontstaat.

Ontwerpen/Mogelijke oplossingen Reality check

4 Door het effect van 3D lijkt een foto of film nog levensechter. Voor sommigen is die belevenis niet voldoende. Ze willen het gevoel krijgen dat ze er zelf bij zijn. Zo’n ervaring kun je beleven met een VR-bril. Bekijk het filmpje dat je het gevoel geeft mee in een achtbaan te zitten omdat je door een VR-bril kijkt. a Om het gevoel te hebben dat je levensecht kunt rondkijken, is het belangrijk om bij VR rekening te houden met je blikveld. Hoeveel graden is je blikveld wanneer je je hoofd en ogen stil houdt?

180°

(Tip: bekijk de afbeelding hiernaast.)

b Bij dit project spitsen we ons toe op het ontwikkelen van een VR-bril voor een smartphone. Welke verschillende soorten VR-brillen heb je nog?

Zet de beschrijvingen bij de juiste stap om je smartphone te gebruiken met een VR-bril. Je hebt de keuze uit: plaats je smartphone in de VR-bril – kijk virtual reality – download een VR-app of -game – centreer het beeldscherm in het midden van de VR-bril

d Als je 360° om je heen kijkt, zal telkens het beeld met je kijkrichting meedraaien. Draai je naar links, dan gaat het beeld van je VR-bril ook naar links. Hoe weet je smartphone dat hij de kijkrichting moet aanpassen?

e Om je hersenen te doen geloven dat je in een echte wereld bent, moeten er voldoende beelden per seconde getoond worden. In welke eenheid wordt deze snelheid uitgedrukt?

Vanaf 24 beelden per seconde (fps) zie je al een vloeiende video. Moderne smartphones kunnen zelfs al beelden aan 60 fps (of meer) maken. Het is belangrijk dat je vloeiende en scherpe beelden ziet, anders gaat de magie van virtual reality verloren.

Reality check Ontwerpen/Mogelijke oplossingen

g Ben je intussen benieuwd hoe een VR-bril met jouw smartphone werkt? In dit project kun je er zelf één maken. Wat heb je allemaal nodig om je eigen VR-bril te maken?

Interessant om weten

Wist je dat bij een stop-motion of tekenfilm opnames frame per frame gemaakt worden? Eerst wordt een voorwerp dat in de film moet bewegen in een bepaalde houding neergezet waarna er met camera een frame/foto van wordt genomen. Vervolgens wordt de houding van het voorwerp een fractie veranderd en wordt er opnieuw één frame gemaakt met dezelfde achtergrond. Dat voert men herhaaldelijk uit. Door vervolgens alle frames/foto’s snel achter elkaar af te spelen, lijkt het alsof het voorwerp uit zichzelf beweegt.

ONDERZOEK 3 Hoe kan een smartphone beweging registreren bij het dragen van een VR-bril? Als je de smartphone gebruikt in combinatie met een VR-bril moet de smartphone automatisch de kijkrichting aanpassen wanneer jij met je hoofd van richting verandert. Maar welke onderdelen of sturingen zorgen hiervoor?

Interessant om weten

De smartphone waar jij vandaag over beschikt, is op het vlak van rekenkracht veel sterker dan de computersystemen waar de NASA over beschikte om de eerste mens naar de maan te sturen.

Naast de supercomputer die je smartphone is, zitten er ook een twintigtal sensoren in de smartphone die jouw leven een stuk gemakkelijker maken. a Bij het bekijken van een YouTube-filmpje kantel je de smartphone van verticale naar horizontale stand. Wat gebeurt er dan?

b Hoe weet de smartphone dat je hem kantelt?

Hoe werken die sensoren? Bekijk daarvoor het filmpje bij het onlinelesmateriaal. Los nu de volgende opdrachten op.

Ontwerpen/Mogelijke oplossingen Reality check

d In het filmpje heb je heel wat sensoren ontdekt. Plaats de volgende sensoren bij de correcte categorie: microfoon – gps – magnetometer – gyroscoop – accelerometer – temperatuur – lichtsensor audiovisueel

beweging

omgeving

verbindingen

e Veel van die sensoren werken samen om nog meer toepassingen mogelijk te maken. Welke sensoren hebben wij in de VR-bril nodig om ervoor te zorgen dat we exact in de virtuele wereld kunnen gelokaliseerd worden (headtracking)? Vul achter elke zin aan over welke sensor het gaat. De sensor bepaalt de stand, waarin je jouw smartphone vasthoudt.

De sensor meet de kracht van de beweging in verschillende richtingen.

De sensor zorgt ervoor dat je smartphone weet welke richting hij aanwijst.

Geef nog enkele andere voorbeelden van toestellen waarmee je in aanraking komt die door middel van sensoren beweging gaan registreren.

g Naast sensoren die allerlei informatie waarnemen en signalen doorgeven, zijn er actuatoren die dat signaal omzetten in een handeling. Als bijvoorbeeld de lichtsensor waarneemt dat de omgeving rond de smartphone donker is, welke handeling zal de actuator dan uitvoeren?

ONDERZOEK 4 Hoe wordt een 3D-beeld (of 360°-beeld) gemaakt? Als we een 3D-beeld willen creëren, moeten we beelden maken alsof we met onze ogen kijken. Dat wil zeggen dat we twee identieke beelden moeten nemen, maar vanuit een verschillende hoek. Dat is net hetzelfde als onze ogen, die constant twee beelden registreren. 1

In de eerste onderzoeksopdracht heb je geleerd hoe een pupilafstand berekend wordt. a Hoe groot is je pupilafstand? b Je zult dus twee foto’s van eenzelfde situatie moeten maken, maar vanuit een verschillende hoek. De afstand tussen de twee foto’s moet gelijk zijn aan de pupilafstand.

Reality check Ontwerpen/Mogelijke oplossingen

Zoek naar manieren om deze foto’s te maken. De afbeeldingen hieronder leiden je naar de juiste oplossing.

d Veronderstel dat je over één camera beschikt met één lens, hoe kun je dan toch aan de slag gaan om twee beelden te maken vanuit een verschillende hoek?

e We hebben een opstelling nodig waarmee we onze camera nauwkeurig kunnen verplaatsen zodat het 3D-effect zo optimaal mogelijk is. Wat heb je allemaal nodig? (Kijk naar de afbeelding.)

Maak de opstelling.

g Maak een linker- en een rechterfoto van een stilstaand voorwerp of situatie. Volg daarbij de volgende stappen.

Plaats je camera uiterst rechts om de rechterfoto te maken.

Verplaats je camera nu 6 cm naar links langs de richel.

▸ 3

Maak nu de linkerfoto.

Tip Om later de foto’s samen te voegen tot een 3D-foto is het handig om te weten wat de linker- en de rechterfoto is. Schrijf daarom het nummer of de bestandsnaam op die je camera gegeven heeft. (Voorbeeld: linkerfoto IMG_001; rechterfoto IMG_002) Ontwerpen/Mogelijke oplossingen Reality check

2 Je hebt nu net als onze ogen dat doen, een linker- en een rechterbeeld vastgelegd. Via eenvoudige computersoftware kun je die beelden omzetten naar 3D. a De eenvoudigste techniek is die waarbij we de beelden gaan omzetten naar een rood en blauw beeld. Hoe noemde men deze 3D-methode?

b Er zijn verschillende gratis anaglyph-programma’s op het internet te vinden. Wij werken met Anaglyph Maker. Volg de onderstaande stappen om onze zelfgemaakte foto’s om te zetten naar een 3D anaglyph. 1 Open het programma Anaglyph Maker. 2 Kies in het programma de tweede selectiemogelijkheid ‘Anaglyph Color (Red-Cyan)’ voor het maken van een kleurenanaglyph. 3 Zet de twee foto’s die je met je fototoestel maakte op je pc. 4 Om de linkerfoto in het programma te plaatsen, klik je op de knop ‘Load Left Image’. Zoek nu op je pc naar de linkerfoto die je met je fototoestel maakte. 5 Om de rechterfoto in het programma te plaatsen, klik je op de knop ‘Load Right Image’. Zoek nu op je pc naar de rechterfoto die je met je fototoestel maakte. 6 Klik op de knop ‘Make 3D image’ om de beelden samen te voegen tot een 3D-anaglyph.

7 8

Bekijk de foto nu met een anaglyph-bril om te kijken of het resultaat geslaagd is. Om het beeld te optimaliseren, kun je via de knoppen op het kruis (Up Left Down Right) de beelden beter plaatsen. Bewaar je 3D-anaglyph via de knop ‘Save 3D image’.

Interessant om weten Om een filmpje in 3D te maken, heb je een filmcamera nodig met twee lenzen of je kunt zelf een opstelling in elkaar knutselen waarmee je met twee toestellen tegelijk kunt filmen. Om het filmpje om te zetten naar 3D zijn er eveneens veel gratis softwareprogramma’s online te vinden.

Reality check Ontwerpen/Mogelijke oplossingen

3 Een 3D-beeld is al indrukwekkend, maar om het nog levensechter te maken willen we ons 360° kunnen bewegen met onze VR-bril. Met de huidige smartphones lukt het vrij aardig om 360°-beelden te maken, maar de kwaliteit van de beelden is iets minder dan bij een echte 360°-camera. Volg de onderstaande stappen. a Benodigdheden - Google Streetview app - (Google Cardboard app) - App Round.me (uitbreiding)

b Werkwijze 1 Installeer de app(s) op je smartphone. 2 Open de Google Streetview app en klik op het plusje rechts onderaan het beeld. Je krijgt hier de mogelijkheid om een 360°-camera aan te sluiten, 360°-foto’s te importeren en 360°-foto’s te maken. Klik op de optie camera om zelf foto’s te maken. Tip 3 In je scherm zie je nu een oranje rondje verschijnen. Richt je telefoon op dit rondje zodat deze gevuld wordt. Draai nu (met kleine pasjes) Sta op een stoel om op dezelfde plaats 360° in het rond zodat je een mooi 360°-beeld rond te draaien zodat maakt zonder overlappingen, waardoor je een scheef beeld vermijdt. je gemakkelijker 4 Als alle foto’s gemaakt zijn, zie je een groen vinkje verschijnen beweegt met kleine waarna de foto’s bewaard worden op je smartphone. pasjes. 5 Je kunt nu de 360°-foto bekijken in de Google Streetview app.

c Uitbreiding Wil je meerdere opties aan de foto’s toevoegen, dan kun je de app ‘Round me’ gebruiken. 1 Maak een account aan op Round.me en open de Round me app. Klik op de streepjes linksboven om het menu te openen. 2 Klik op het plusje (create). Tip 3 Selecteer de panorama’s die je wilt gebruiken en klik op het pijltje. 4 Geef de panorama’s een naam en klik op het vinkje. Met de hotspots kun 5 De panorama’s worden nu geüpload. Als dit klaar is, je vragen stellen of klik je weer op het vinkje. aanwijzingen geven. 6 Onderin het scherm klik je op het rondje met potlood. 7 Maak nu een hotspot of sleep er een panorama naartoe.

Ontwerpen/Mogelijke oplossingen Reality check

MAG HET IETS MEER ZIJN? ONDERZOEK 5 Hoe werkt 3D-printing? 3D-printing zit al enkele jaren in de lift. We stellen ons daarom de vraag wat de mogelijkheden zijn van deze techniek en wat het te maken heeft met 3D. 1

Je gebruikt een gewone printer om je huistaak, die je op pc maakte, te printen. a Wat heb je nodig om die taak af te drukken?

c Je kunt een voorwerp ook in metaal uitprinten. Dat noemen we SLM (Select Laser Melting). In welke sectoren biedt dat veel toekomstperspectieven?

b Om je ontwerp af te drukken met een 3D-printer heb je ook grondstof nodig. Als je bijvoorbeeld je eigen 3D-bril wilt printen, welke grondstof zou je dan gebruiken?

3D-printing is nog in volle evolutie, maar toch duikt er alweer een nieuwe vorm op: 4D-printing. Lees het artikel via het onlinelesmateriaal.

Wat is de vierde (wetenschappelijke) dimensie bij 4D-printing?

Wat is het verschil tussen 3D- en 4D-printing?

2 Als je op school beschikt over een 3D-printer kun je een 3D-bril (onderzoek 2) ontwerpen en uitprinten.

Reality check Ontwerpen/Mogelijke oplossingen

MAKEN – IN GEBRUIK NEMEN/TESTEN – EVALUEREN/BIJSTUREN Via alle onderzoeksopdrachten heb je nu de nodige kennis verzameld om je ontwerp succesvol te realiseren. MAKEN 1

Je bent bijna klaar om je virtual reality bril te maken. Overloop nog eens alle onderzoeksopdrachten en noteer in de eerste kolom een aantal criteria waaraan jouw virtual reality bril moet voldoen. criteria

ja/nee

mogelijke oplossing

2 Kies samen met je leerkracht voor het juiste spoor. Spoor 1: een virtual reality bril maken op basis van Google Cardboard Spoor 2: een eigen virtual reality bril maken met gerecycleerd materiaal, bijvoorbeeld een pizzadoos Spoor 3: print je eigen virtual reality bril met een 3D-printer.

3 Voor je start met het maken van je virtual reality bril zul je eerst het ontwerp moeten bestuderen of zelf een ontwerp maken. Indien je zelf een ontwerp maakt, kun je dit hieronder schetsen.

4 Welke materialen heb je nodig om je VR-bril te realiseren?

5 Welk gereedschap heb je hiervoor nodig?

6 Volg de stappenplannen bij het onlinelesmateriaal. Voer elke stap grondig uit en sla zeker geen stap over. Vul je evaluatiefiche verder aan. Maken – In gebruik nemen/Testen – Evalueren/Bijsturen Reality check

IN GEBRUIK NEMEN/TESTEN Vul de tabel op de vorige pagina verder aan. a Voldoet je VR-bril aan de vooropgestelde criteria? Vul de tweede kolom in van de tabel hierboven. b Indien niet, welke mogelijke oplossing kun je aanbieden? Vul de derde kolom in van de tabel hierboven.

EVALUEREN/BIJSTUREN

BIJSTUREN

a Is de positie van de smartphone in je VR-bril perfect?

Reality check! Optimaliseer je VR-bril zodat je virtuele beleving zo echt mogelijk is.

b Als je smartphone niet correct ‘gekalibreerd’ is in de VR-bril, hoe kun je dat dan bijsturen?

Interessant om weten

Beeldschermen van digitale schoolborden, computermonitoren, smartphone enzovoort moeten soms gekalibreerd worden om de kleuren nog beter te maken.

De term kalibreren komt oorspronkelijk uit de wapenindustrie. Kaliber is de binnendiameter van de loop van een wapen. Die diameter moest vaak gecorrigeerd worden om in bepaalde weersomstandigheden of met bepaalde munitie het doel precies te kunnen treffen.

EVALUEREN 1

Voldoet je VR-bril aan je verwachtingen? Waarom wel/niet?

2 Wat vond je het moeilijkste/gemakkelijkste aan deze opdracht?

3 Als je opnieuw zou beginnen, wat zou je dan anders aanpakken?

4 Wat vond je knap aan de VR-bril van een medeleerling dat je zelf ook zou willen toepassen bij jouw bril?

5 Vul ten slotte de onderdelen ‘Sociale vaardigheden’ en ‘Vakattitudes’ in je evaluatiefiche aan. 66

Reality check Maken – In gebruik nemen/Testen – Evalueren/Bijsturen

WOORDENLIJST Reality check term

definitie

anaglyph

in je eigen woorden

methode om stereofoto’s te bekijken

blikveld

de ruimte om je heen die je kunt bekijken door alleen de ogen te bewegen, maar niet het hoofd

dimensie

afmeting

illusie

schijnbare werkelijkheid

kalibratie

vergelijken van een systeem of apparaat met een standaard

meetinstrument waarmee buitenmaten en binnenmaten kunnen gemeten worden met een veel grotere nauwkeurigheid dan een meetlat

schuifmaat

National Aeronautics and Space Administration, onafhankelijk agentschap van de federale overheid in de Verenigde Staten, dat verantwoordelijk is voor het Amerikaanse ruimtevaartprogramma

NASA

spelconsole

stereobeeld

spelcomputersysteem om spellen te spelen techniek waarbij een beeld driedimensionaal gemaakt wordt

virtual reality

Schijnwerkelijkheid. Simuleert een omgeving om een gebruiker via diverse zintuigen onder te dompelen in een ervaring. De meeste VR-omgevingen zijn visueel en auditief.

WOORDENLIJST Reality check

Reality check WOORDENLIJST

Â©

Energetic

Wat wil ik te weten komen over dit thema?

Ontdek deze opties via het onlinelesmateriaal.

ENERGETIC WOW!

BEHOEFTE/PROBLEEM 1

Elke dag maken wij gebruik van technische systemen die werken op elektriciteit. Geef vijf voorbeelden van voorwerpen of technische systemen die bij je thuis aanwezig zijn en die werken op elektrische energie. -

2 Naast elektrische energie zijn er ook andere energievormen waar men geregeld gebruik van maakt.

Noteer onder elke foto welke energievorm gebruikt wordt.

Behoefte/Probleem Energetic

Interessant om weten

Een energielabel op een elektrisch toestel geeft weer hoe hoog het energieverbruik van dit apparaat is op een schaal van A tot G. A wordt aangeduid met een groen label en is het meest energie-efficiënt, G wordt aangeduid met een rood label en is het minst energie-efficiënt.

3 In de onderstaande tabel maak je een overzicht van een zestal elektrische toestellen die je dagelijks gebruikt. Indien je toestel een energielabel heeft, noteer dan de bijbehorende letter in de tweede kolom. Je zoekt ook het vermogen (uitgedrukt in Watt) van de toestellen op (op het toestel en/of online) en noteert de tijd hoelang je ze effectief gebruikt hebt. De laatste kolom moet je later invullen. energielabel (A tot G)

toestel

vermogen (W)

tijd (s)

verbruik (kWh)

a Hoeveel elektrische toestellen gebruik jij op één dag?

b Vind je dat veel of eerder weinig? Verklaar je antwoord.

Heb je deze toestellen echt dagelijks nodig? Zo niet, welke toestellen zijn misschien niet dagelijks nodig en/of zou je kunnen verminderen in gebruik?

d Kijk jij altijd naar het energielabel wanneer jij of je ouders een toestel aankopen? Waarom wel/niet?

Energetic Behoefte/Probleem

4 Sinds het begin van de industrialisatie is het verbruik van fossiele brandstoffen (aardolie, gas en steenkool) erg gestegen. Dat is niet te verwonderen want de meeste fabrieken, auto’s, vliegtuigen enzovoort gebruiken fossiele brandstoffen en ook het grootste deel van onze elektriciteit wordt geproduceerd met die grondstoffen. Daardoor ontstaan er heel wat problemen. a Bekijk via het onlinelesmateriaal het filmpje over energieverbruik en beantwoord de vragen. b Welke factoren veroorzaken de klimaatverandering?

Waar komen die broeikasgassen vandaan?

d Hoe kan het verbranden van fossiele brandstoffen een klimaatverandering veroorzaken?

e Wat zijn de gevolgen van de opwarming van de aarde?

Wat kunnen wij doen om de opwarming van de aarde tegen te gaan?

Als gevolg van de problemen die met klimaatverandering te maken hebben, kunnen we niet anders dan op zoek gaan naar alternatieve vormen van energie. Hoe kunnen we op een andere, haalbare en klimaatvriendelijke manier elektriciteit produceren om bijvoorbeeld een sfeerlamp in onze slaapkamer of een buitenlamp te laten werken?

Behoefte/Probleem Energetic

ONTWERPEN/ MOGELIJKE OPLOSSINGEN ONDERZOEK 1 Hoe ontstaat elektriciteit? 1

Via enkele experimenten ga je ontdekken hoe elektriciteit ontstaat.

Stap 2

Stap 3

Stap 4

Stap 1

a Je krijgt van je leerkracht de volgende materialen: een elektrische spoel, een multimeter, twee geleiders (snoeren), twee krokodillenklemmen, een magneet. b Verbind de uiteinden van de spoel met de multimeter met behulp van de snoeren op een correcte manier. c Voer daarna de stappen hieronder uit. Noteer tegelijkertijd in de tabel wat er gebeurt bij elke stap. 1 Hou een staafmagneet stil naast de spoel. 2 Schuif de magneet met de noordpool in de spoel. Doe dat voldoende snel. 3 Trek de magneet weer uit de spoel. 4 Herhaal stappen 2 en 3, maar beweeg de magneet veel sneller.

d Wanneer ontstaat er dus een elektrische stroom?

Interessant om weten Een naafdynamo werkt volgens hetzelfde principe. De beweging van het fietswiel brengt een magneet aan het draaien binnen een spoel. Hierdoor ontstaat een elektrische stroom, die het fietslampje doet branden.

Energetic Ontwerpen/Mogelijke oplossingen

2 Die elektrische stroom laat tal van elektrische toestellen werken. Daarbij wordt de elektrische energie omgezet in een andere vorm van energie. Je leerkracht toont verschillende elektrische toestellen en schakelt ze in. Noteer welke andere vorm(en) van energie er ontstaat(n). Vermeld ook de nuttige en de niet-nuttige energie die de toestellen leveren. toestel

energievorm

niet-nuttige energie

nuttige energie

schroefmachine

strijkijzer, broodrooster

radio

ventilator

spot, nachtlamp

ONDERZOEK 2 Waar komt de elektriciteit van het stroomnet vandaan?

De elektriciteit die je thuis uit het stopcontact haalt, wordt natuurlijk niet geproduceerd met een gewone naafdynamo. Daarvoor wordt er een supergrote versie van je naafdynamo gemaakt.

a Zoek online informatie over een klassieke elektriciteitscentrale en beantwoord de vragen. De figuur kan je daar zeker bij helpen. turbine

net

generator

stoom

stroom

stoomketel

transformator

condensator

stoom

ÂŠ

warm water

brandstof

koeltoren branders

koud water

lucht

pomp

waterloop

b Met welke fossiele brandstof wordt elektriciteit aangemaakt?

Wat gebeurt er in de stoomketel van de centrale?

Ontwerpen/Mogelijke oplossingen â&#x20AC;&#x201A;â&#x20AC;&#x201A;Energetic

d Wat gebeurt er in de turbine?

e Wat gebeurt er in de alternator?

Sinds 2016 worden er in de klassieke centrales in België geen steenkool meer gebruikt. Op dit moment maken de Belgische klassieke centrales gebruik van gas, biomassa, houtpellets, huisvuil en dierlijke vetten. Wat is het nadeel van deze klassieke centrales?

2 Naast de klassieke centrales bestaan er ook kerncentrales. In deze centrales wordt het water omgezet naar stoom door een kernreactie in een reactorvat.

b Hoeveel kerncentrales zijn er in België? c

Waar zijn deze centrale(s) gelegen?

d Noem twee voordelen van een kerncentrale.

a Ga via het onlinelesmateriaal naar de website van CallMePower en lees het artikel.

e Wat zijn de nadelen van een kerncentrale?

3 Er zijn ook alternatieve energiecentrales in België.

a Noteer de soorten centrales in de eerste kolom op de volgende pagina. b Welke vormen van energie worden daarbij gebruikt? Noteer die in de tweede kolom. c Wat wordt er gebruikt voor het ontstaan van die energievormen? Schrijf dat in de derde kolom.

Energetic Ontwerpen/Mogelijke oplossingen

soort centrale

energievorm

middel

4 Elke wijze van elektriciteitsproductie heeft zijn voor- en nadelen. Maar de grootste bekommernis op dit moment is zeker dat de CO2-uitstoot zo laag mogelijk moet zijn.

DE ELEKTRICITEITSMIX VAN JANUARI.

KERNENERGIE

BRONNEN: ELIA & IPCC.

45%

2,5%

0,5%

WIND

Hieronder vind je twee schema’s van de Belgische elektriciteitsmix in 2019. Deze mix omvat het aandeel van de verschillende energievormen die aangewend worden: gas, kernenergie, wind- en zonne-energie. De linkerkolom geeft de energieopbrengst weer, de rechterkolom laat de CO2-uitstoot zien.

DE ELEKTRICITEITSMIX VAN JUNI.

BRONNEN: ELIA & IPCC.

ZON

0,5%

GAS & ANDERE

43%

96,5%

KERNENERGIE

55%

WIND

0,5%

ZON

FOSSIEL & ANDERE

34%

94,5%

Bron: nucleairforum.be

a Wat valt meteen op in de twee schema’s als je rekening houdt met de klimaatverandering?

b Wat zijn de CO2-armere oplossingen?

Waarom is er ook CO2-uitstoot bij wind- en zonne-energie?

Ontwerpen/Mogelijke oplossingen Energetic

ONDERZOEK 3 Welke weg legt elektriciteit af? Elektriciteit heeft al een hele weg afgelegd vooraleer je er je sfeerlamp of buitenlamp mee kunt laten werken. Kun jij die weg vervolledigen? Ga via het onlinelesmateriaal naar de site over de afgelegde weg van de elektrische stroom. a Wat zijn mogelijke producenten?

b Hoe komt het dat de verbruiker ook een producent kan zijn?

Door wie wordt de elektriciteit aangekocht?

d Zet de juiste term bij de best passende afbeelding. Je hebt de keuze uit: distributienetbeheerder – producent – verbruiker – leverancier – hoogspanningsnet

Energetic Ontwerpen/Mogelijke oplossingen

ONDERZOEK 4 Hoe werkt een elektrische huisinstallatie? Naast elektriciteit zijn er nog heel wat andere voorzieningen die bij ons thuis aangekoppeld worden. We noemen dat nutsvoorzieningen.

a b

Welke nutsvoorzieningen ken je?

Herken jij de onderstaande nutsvoorzieningen aan de hand van de foto’s?

2 Een algemene elektriciteitskabel (voedingskabel) loopt van de straatkant onder de grond langs een aansluitbocht rechtstreeks naar de meterkast. In die kast zit de meter die je elektriciteitsverbruik aangeeft. Vanaf 1 juli 2019 startte de Vlaamse overheid met de invoering van de digitale elektriciteitsmeters. a Hiernaast zie je een foto van een digitale meter. Noteer de meterstand die op deze meter aangegeven wordt.

Ontwerpen/Mogelijke oplossingen Energetic

b Waarvoor staat de afkorting kWh? c

Wat wil het betekenen als de kWh-meter 1 kWh heeft gemeten?

d Op p. 72 heb je verschillende elektrische toestellen genoteerd die je dagelijks gebruikt. Vul nu de laatste kolom in. e Welke toestellen die je onderzocht hebt, verbruiken de meeste energie?

Op welke manier zou je dat verbruik kunnen verminderen?

3 Van je leerkracht krijg je twee verschillende soorten elektriciteitskabels. Van elke kabel zie je ook een foto in de eerste kolom van de tabel. a Meet de dikte van elke kabel met een schuifmaat en noteer het resultaat. b Noteer welke kleuren de verschillende kabels bevatten. c Waarvoor wordt de kabel gebruikt? Markeer de juiste functie.

elektriciteitskabel voor kleine elektronicatoepassingen / elektriciteitskabel voor een woning

dikte kabel (mm)

kleuren

dikte kabel (mm)

ÂŠ

kleuren

d Waarom hebben die kabels een verschillende dikte?

e Waarom worden er verschillende kleuren gebruikt?

Energeticâ&#x20AC;&#x201A;â&#x20AC;&#x201A;Ontwerpen/Mogelijke oplossingen

elektriciteitskabel voor kleine elektronicatoepassingen / elektriciteitskabel voor een woning

4 Maak een stroomkring zoals op de foto hieronder. Let op dat je de led op een correcte manier aansluit: het langste beentje van de led is de pluspool, het kortste beentje is de minpool. a Markeer met welke pool van de batterij de rode kabel is verbonden. Met de pluspool / minpool

schakelaar batterij led

b Markeer met welke pool de zwarte kabel is verbonden. Met de pluspool / minpool c

Vervang de rode kabel door een zwarte kabel en sluit de schakelaar. Werkt de led nog steeds?

weerstand

d Waarom worden er dan verschillende kleuren gebruikt voor de kabels?

Interessant om weten

e Waarom werken wij in de klas niet met een aardingsdraad?

Een elektricien werkt ook met kleurcodes bij het aansluiten van elektriciteitskabels. - Bruine draad: toevoer van stroom (vergelijkbaar met de rode draad in de klas). - Blauwe draad: afvoer van stroom (vergelijkbaar met de zwarte draad in de klas). - Geelgroene draad: aardingsdraad die ervoor zorgt dat we ons niet kunnen elektrocuteren aan een defect elektrisch toestel.

ONDERZOEK 5 Hoe kunnen we op een duurzame manier elektriciteit produceren? Bij de voorgaande onderzoeken hebben we geleerd dat het ontzettend belangrijk is om duurzaam om te springen met energie. Het zoeken naar en het gebruik van alternatieve energiebronnen voor het produceren van elektriciteit is dus echt wel nodig. Daarom gaan we op zoek naar de werking van enkele van deze energiebronnen.

ÂŠ

a Noteer drie vaak gebruikte natuurlijke energiebronnen. -

Ontwerpen/Mogelijke oplossingen â&#x20AC;&#x201A;â&#x20AC;&#x201A;Energetic

2 Je krijgt van je leerkracht verschillende materialen om zelf een eigen windturbine en/of waterkrachtcentrale te maken (ontwerpen). Materialen windturbine

Materialen waterkrachtcentrale motor

bestaande propeller

petflessen

karton

papier

rietjes

satéstokjes

plakband

motor

Maak een schets van je centrale in de onderstaande tabel. Schrijf een stappenplan voor het maken van de centrale. Voer het stappenplan volledig uit. Test je centrale uit en meet met een multimeter de spanning die je produceert.

a b c d

schets

Windturbine

stappenplan

spanning (V)

Waterkrachtcentrale

Energetic Ontwerpen/Mogelijke oplossingen

e Kun je met deze geproduceerde spanning een lampje laten branden? Waarom wel/niet?

Kun je met deze spanning een led laten branden? Waarom wel/niet?

g Hoe komt het dan dat de echte centrales wel genoeg energie produceren?

3 Ook de zon is een natuurlijke en krachtige energiebron. Van je leerkracht krijg je een zonnepaneel. a Noteer de gegevens die op het zonnepaneel staan.

b Verklaar de betekenis van deze gegevens.

Plaats je zonnepaneeltje in de zon of onder een sterke lamp en meet de spanning met een multimeter.

d Vergelijk je gemeten opbrengst met je eigen gemaakte windturbine en/of waterkrachtcentrale. Wat merk je?

e Kun je met de geleverde spanning van het zonnepaneel een lampje laten branden? Waarom wel/niet?

Kun je er een led mee laten branden? Waarom wel/niet?

ÂŠ

Ontwerpen/Mogelijke oplossingen â&#x20AC;&#x201A;â&#x20AC;&#x201A;Energetic

4 Al de voorgaande onderzoeken kunnen jou helpen om de beste keuze te maken bij de constructie van je sfeerlamp of buitenlamp. a Welke duurzame energiebron lijkt jou het meest geschikt en haalbaar om een sfeerlamp of buitenlamp te maken?

b Kies je voor een lamp of eerder voor een led?

Waarom is dat?

De energie van de zon wordt niet enkel gebruikt voor zonnepanelen, maar kan ook op een andere manier voor energie zorgen. Bij een zonneboiler wordt de warmte van de zon opgevangen door zonnecollectoren (zie afbeelding). De warmte wordt opgeslagen door de vloeistof die in de zonnecollectoren zit. Ze wordt op haar beurt doorgegeven aan een vloeistof die langs de uiteinden van de collectoren rondgepompt wordt. Ten slotte wordt de warmte doorgegeven aan het water dat we gebruiken voor bijvoorbeeld het nemen van een douche.

Interessant om weten

Energetic Ontwerpen/Mogelijke oplossingen

MAKEN – IN GEBRUIK NEMEN/TESTEN – EVALUEREN/BIJSTUREN MAKEN Je gaat nu zelf een sfeerlamp of buitenlamp maken die werkt op zonne-energie. 1

Overleg met je leerkracht voor welk ontwerp je zult kiezen.

Spoor 2: solar buitenlamp

Spoor 1: solarlamp (met pot en deksel)

Spoor 3: persoonlijk ontwerp solarlamp

2 Welke materialen heb je nodig om je solarlamp te maken?

3 Bekijk de ontdekplaat bij het onlinelesmateriaal. Welke gereedschappen heb je nodig om je solarlamp te maken?

4 Volg de stappenplannen bij het onlinelesmateriaal. Voer elke stap grondig uit en sla zeker geen stap over.

Maken – In gebruik nemen/Testen – Evalueren/Bijsturen Energetic

IN GEBRUIK NEMEN/TESTEN 1

Test je solarlamp door de juiste controlestappen te volgen bij het onlinelesmateriaal. a Werkt je solarlamp?

Als je antwoord ‘nee’ is, stel je dan de vraag wat je moet doen om het op te lossen. Eventueel kan een medeleerling of je leerkracht je daarbij helpen.

2 Neem je evaluatiefiche en evalueer jezelf bij het laatste onderdeel (Testen) bij vaardigheden. Laat dat nadien controleren door je leerkracht. EVALUEREN/BIJSTUREN

Wat vond je moeilijk/gemakkelijk aan deze opdracht?

2 Waar moet je de volgende keer beter op letten tijdens het realiseren van werkstukken?

3 Wat zou je als tip geven aan de leerlingen die dit volgend jaar moeten maken?

4 Vul ten slotte de onderdelen ‘Sociale vaardigheden’ en ‘Vakattitudes’ in je evaluatiefiche aan.

Energetic Maken – In gebruik nemen/Testen – Evalueren/Bijsturen

WOORDENLIJST Energetic term

definitie

aansluitbocht

in je eigen woorden

buizen waarlangs de nutsvoorzieningen een woning binnenkomen

broeikasgas

De voornaamste broeikasgassen zijn koolstofdioxide, water en methaan.

koolstofdioxide, een gas dat ontstaat bij verbranding van natuurlijke brandstoffen (aardolie, steenkool, aardgas of hout)

distributienetbeheerders

bedrijven die het elektriciteitsnet beheren en onderhouden

energievorm

soort van energie zoals licht, warmte, bewegingsenergie …

CO2

grondstof

brandstoffen (aardolie, steenkool, aardgas) die miljoenen jaren geleden ontstaan zijn uit planten en/of dierenresten

fossiele brandstoffen

het elektriciteitsnet dat gebruikt wordt om elektriciteit te kunnen vervoeren

hoogspanningsnet

materiaal dat gebruikt wordt om iets te maken

leverancier

meterkast

persoon of organisatie die of bedrijf dat producten of diensten levert in ruil voor geld elektriciteitskast waarin de elektriciteitsmeter zich bevindt

niet-nuttige energie

energie die verloren gaat, meestal in de vorm van warmte

nutsvoorziening

voorzieningen (gas, water ...) die door nutsbedrijven geleverd worden

WOORDENLIJST Energetic

nuttige energie

het deel van de totale geleverde energie dat voor het gebruiksdoel geleverd is

producent

persoon of organisatie die of bedrijf dat een product produceert of maakt

technische systemen

technische voorwerpen of middelen, bijvoorbeeld een gsm, bureaulamp, een fiets …

verbruiker

consument

Energetic WOORDENLIJST

Â©

lift off

Wat wil ik te weten komen over dit thema?

/Apis Credits: Team SEArch+

Cor

Ontdek deze opties via het onlinelesmateriaal.

LIFT OFF WOW!

BEHOEFTE/PROBLEEM 1

Als je tijdens een heldere nacht naar buiten kijkt, kun je soms een mooie sterrenhemel zien. Misschien kun je zelfs een planeet ontdekken. a Welke drie planeten kun je vrij gemakkelijk met het blote oog zien?

b Hoe kun je ze herkennen?

a Welke ruimtevaartorganisatie ken je?

2 De ruimte was voor de mens lang onbekend gebied. Technologie heeft er in de 20e eeuw voor gezorgd dat we de ruimte volop hebben kunnen ontdekken.

b Wat is er allemaal al in de ruimte gebracht?

Hoe noemen we personen die naar de ruimte zijn geweest?

Interessant om weten

In de loop van de geschiedenis heeft de mens altijd geprobeerd om het luchtruim te veroveren. Zo werd er kort voor de Eerste Wereldoorlog geëxperimenteerd met vliegtuigen en tijdens de oorlog werden die stelselmatig verbeterd. In 1927 vloog Charles Lindbergh helemaal alleen met zijn zelfontworpen vliegtuig van New York naar Parijs. In de Tweede Wereldoorlog werd er door wetenschappers uit nazi-Duitsland, onder leiding van Wernher von Braun geëxperimenteerd met raketten. Die werden tot in de ruimte afgeschoten om dan neer te storten en te ontploffen. Veel van die raketten ontploften in grote steden zoals Antwerpen. Na WO II ontstond de Koude Oorlog tussen de Verenigde Staten en de toenmalige Sovjet-Unie (Rusland). Er ontstond een ruimtewedloop tussen de beide grootmachten. Men probeerde om het snelst de ruimte te ontdekken en te veroveren. Met behulp van raketten werden satellieten, mensen en materiaal in de ruimte gebracht. Vooral de ruimtetechnologie werd een belangrijk punt in het conflict vanwege de militaire toepassingen.

Behoefte/Probleem lift off

3 Het gevolg van de ruimtevaart is dat het rondom de aarde bezaaid is met ruimteafval: oude satellieten, onderdelen van raketten, stukken plastic en metaal. Dat veroorzaakt natuurlijk problemen. Bekijk bij het onlinelesmateriaal het krantenartikel naar aanleiding van de ‘bijna-botsing’ tussen twee satellieten op 2 september 2019. a Hoeveel functionele ruimtetuigen heeft de mens sinds 1957 in de ruimte gelanceerd? b Hoeveel van die objecten draaien momenteel nog rond de aarde? c

Waarom willen commerciële bedrijven zoals SpaceX, van Elon Musk, in de toekomst duizenden kleine satellieten in een erg lage baan rond de aarde brengen?

d Over hoeveel stuks ruimteafval spreekt NASA?

e Wat is de snelheid van dit ruimteafval?

Welk groot gevaar kan het ruimteafval veroorzaken?

g Wat moet er naast ‘ruimteverkeersregels’ in de toekomst nog noodzakelijk worden om dit probleem op te lossen?

Interessant om weten

4 Op 21 juli 1969 zette de mens voor de eerste keer voet op de maan. Men spreekt nog steeds over het grootste avontuur van de 20e eeuw.

Wie was de eerste man op de maan?

Wat zijn de legendarische woorden die hij uitsprak op het moment dat hij op de maan stapte?

lift off Behoefte/Probleem

5 Bekijk bij het onlinelesmateriaal de video over de lancering van Apollo 11. a Waarmee werden de drie mannen en het benodigde materiaal naar de maan gebracht?

b Uit welke onderdelen bestaat zo’n raket?

Interessant om weten Er zijn plannen om terug naar de maan te gaan. Men wil er een soort oefening van maken om bemande vluchten naar Mars voor te bereiden.

6 Is het gemakkelijk om zelf een raket te lanceren? Je gaat hiervoor je eigen raket ontwerpen. Je raket moet zo recht en stabiel mogelijk door een ring vliegen en dat over een zo lang mogelijke afstand. a Je moet de raket met je hand weggooien. Dat doe je via dezelfde techniek als speerwerpen. Bekijk hiervoor de figuur hiernaast.

b Je krijgt van je leerkracht de volgende materialen: een petfles, papier, een tennisbal, tape.

Tip

De gereedschappen die je kunt gebruiken zijn: een lijmpistool, een breekmes en een schaar.

Als je de punt van je raket verzwaart met de tennisbal zal deze veel stabieler vliegen. d Als de raket klaar is, kun je hem lanceren. Dat doe je door hem met de hand weg te gooien. Probeer hem ook door een ring te gooien. - Is de raket door de ring gevlogen?

- Wat is de afstand die hij heeft afgelegd?

- Hoelang heeft hij gevlogen?

- Wat is dan de snelheid waarmee hij door de lucht vloog?

Als we onze raket met de hand lanceren, kan hij geen al te grote afstand afleggen. Hoe kunnen we ervoor zorgen dat hij hoger en verder gelanceerd kan worden?

Behoefte/Probleem lift off

ONTWERPEN/ MOGELIJKE OPLOSSINGEN

Ingenieurs ontwerpen de ruimtetuigen.

Technici zorgen voor de bouw en het onderhoud van de ruimtetuigen.

Wiskundigen ondersteunen het volledige project door de juiste berekeningen uit te voeren.

Astronomen en fysici onderzoeken de ruimte om ruimtevluchten vlot te laten verlopen.

Om ruimtetuigen (raketten en satellieten) te ontwerpen moeten wetenschappers en technici nauw samenwerken. Ook jij gaat in dit project een satelliet en een geoptimaliseerde raket ontwerpen. Vooraleer je hiermee kunt starten voer je een aantal onderzoeken uit rond ruimtevaart.

ONDERZOEK 1 Wat zijn satellieten en wat is hun functie? 1

De eerste satelliet die door de mens in de ruimte gebracht werd, is de Russische Spoetnik. Hij had een massa van 84 kg en werd op 4 oktober 1957 gelanceerd.

a Waar bevinden de satellieten zich?

b Hoe worden die satellieten in de ruimte gebracht?

Geef een voorbeeld van een toepassing waarbij je een satelliet gebruikt.

d Aan welke kenmerken moet het materiaal, waaruit een satelliet gemaakt is, voldoen?

e Er zijn ook natuurlijke satellieten. Wat is een natuurlijke satelliet van de aarde?

lift off Ontwerpen/Mogelijke oplossingen

2 Bekijk de video over de satellieten bij het onlinelesmateriaal. Beantwoord de onderstaande vragen. a Geef een andere naam voor een satelliet. b Welke materialen zitten er in de ‘bus’ van een satelliet? c

Welke onderdelen zijn aan de bus bevestigd?

d Welke energieomzetting gebeurt er in een satelliet? e Met welk toestel op aarde staat een satelliet in verbinding? f

Noem vijf soorten satellieten die je in het filmpje ziet.

g Ken je nog een andere soort?

3 Ga via het onlinelesmateriaal naar de website ‘Live Map of Satellite Positions’. a Klik op de dichtstbijzijnde satelliet. Wat is de naam van deze satelliet?

b Wat is de hoogte van deze satelliet? c

Klik op ‘more info’. Wanneer is deze satelliet gelanceerd?

d Waarvoor wordt deze satelliet gebruikt?

e Welk land is de eigenaar van deze satelliet?

4 Nu je weet uit welke onderdelen een satelliet bestaat, kun je je eigen satelliet ontwerpen. a Je mag hiervoor het volgende (recyclage)materiaal gebruiken: petfles, (zilver)papier, satéstokjes, hout, schroeven, schakeldraad … b De gereedschappen die je kunt gebruiken zijn: een lijmpistool, een breekmes, een schaar, een hamer, een houtzaag, een combinatietang en een ontmanteltang. c

Welk soort satelliet ga je ontwerpen?

d Maak hiernaast een schets van je ontwerp.

Ontwerpen/Mogelijke oplossingen lift off

e Welke materialen heb je gebruikt?

Uit welke onderdelen bestaat je satelliet?

g Leg de werking van je satelliet uit aan je klasgenoten.

ONDERZOEK 2 Hoe leven astronauten in de ruimte? 1

In de ruimtevaart heeft men diverse STEM-beroepen nodig. Eén van de meest gekende beroepen in de ruimtevaart is de astronaut. Een astronaut is iemand die met een ruimtevaartuig of een vliegtuig door de ruimte reist of gereisd heeft. a Zoek online hoe de eerste man in de ruimte heette.

b Er zijn ‘slechts’ twee Belgen die ooit in de ruimte geweest zijn. Wie zijn het?

2 Hoe verloopt de opleiding tot astronaut van de NASA? a Welke kennis en vaardigheden zijn van belang om het beroep van astronaut te kunnen uitoefenen?

b Bekijk de video via het onlinelesmateriaal. c

Welk beroep oefende Douglas Hurley uit voor hij astronaut werd?

d Hoeveel jaar moeten de kandidaten trainen om een astronaut te worden? Markeer het juiste antwoord.

1 jaar - 2 jaar - 5 jaar - 7 jaar

e Wat was fysiek het zwaarst aan de opleiding?

lift off Ontwerpen/Mogelijke oplossingen

Wat zijn volgens Hurley vier belangrijke eigenschappen waarover je als astronaut moet beschikken? Markeer de juiste antwoorden:

een groepsspeler zijn / geen angst hebben / hoogbegaafd zijn / gedreven zijn / je job goed kennen / lichamelijk heel sterk zijn / problemen pragmatisch kunnen aanpakken

Interessant om weten Een lancering naar de ruimte houdt altijd gevaren in. Ook astronauten zijn bijgelovig en hebben daarom een aantal rituelen voor ze vertrekken.

Enkele voorbeelden van rituelen die Russische kosmonauten doen vlak voor de lancering: - Bij het ontbijt net voor het vertrek drinken ze champagne. - Twee dagen voor de lancering leggen technici, bij het naar buiten rollen van de raket, munten op de rails, zodat deze platgewalst worden. De bemanning mag hierbij niet aanwezig zijn. In plaats daarvan gaan ze naar de kapper. - Ze proosten met wodka en de glazen worden in een hoek gegooid onder het uitroepen van de kreet ‘pojechali’. - Op weg naar het lanceerplatform plassen de kosmonauten tegen het linker achterwiel van de bus. 3 Bekijk de video over het leven in de ruimte bij het onlinelesmateriaal. a Wat is het ISS?

b Hoe hoog vliegt dit ruimtetuig boven de aarde?

Hoe groot is het ISS ongeveer?

d Wat doen astronauten in het ISS?

e Hoe verplaatsen de astronauten zich in het ISS?

Wat is een ‘lichamelijk’ nadeel hiervan voor de astronauten?

g Hoe voorkomen ze dat? h Hoe slapen de astronauten?

Hoe plassen de astronauten?

Wat gebeurt er met de urine?

Ontwerpen/Mogelijke oplossingen lift off

4 Misschien heb je bij een heldere nacht het ISS al eens zien overvliegen. Ga via het onlinelesmateriaal naar de website ‘ISS-tracker’.

a Boven welk continent of oceaan vliegt het ISS momenteel?

b Zet de meetgegevens om naar het metrisch stelsel door op ‘metric’ te klikken bij UNITS.

a Wat is de huidige snelheid van het ISS?

b Wat is de huidige hoogte van het ruimtevaartuig?

Je kunt vanuit het ISS live-beelden bekijken. Ga via het onlinelesmateriaal naar de live-beelden.

d Je kunt je zelfs in het ISS begeven. Neem via het onlinelesmateriaal een kijkje in het ISS.

5 Hoe moet een astronaut werken in de ruimte? a Je trekt de volgende kledingstukken aan: twee dikke truien, een dikke winterjas, een paar kleine handschoenen, een paar grote dikke winterhandschoenen, een muts, een helm, een sjaal, een (ski)bril … b Voer (met de extra kleding aan) de volgende ‘eenvoudige’ opdrachten uit: een spijker in een stukje hout kloppen, een schroefje schroeven, een draadje ontmantelen … c Vond je deze handelingen gemakkelijk? Waarom (niet)?

lift off Ontwerpen/Mogelijke oplossingen

6 Een astronaut eet in de ruimte vooral gevriesdroogde voeding. Je krijgt van je leerkracht een zakje gevriesdroogde voeding. Beantwoord de onderstaande vragen. a Wat zit er in de verpakking? b Wat is de houdbaarheid? c

Hoe moet je het bewaren?

d Geef de vier stappen in het proces van vriesdrogen. Je kunt hiervoor het filmpje bekijken bij het onlinelesmateriaal.

Geef enkele voorbeelden van deze toepassing die je in je eigen keuken gebruikt.

e Je kunt thuis het eten ‘klaarmaken’. a Proef eens. Vind je het lekker?

b Vind je dat er een verschil is in smaak in vergelijking met vers eten?

ONDERZOEK 3 Hoe werken raketten? 1

Vooraleer de mens de ruimte heeft ontdekt, heeft hij eerst het luchtruim verkend en beheerst. a Hoe noemen we de activiteiten in de lucht?

b Hoe noemen we de activiteiten in de ruimte?

Interessant om weten

Leonardo Da Vinci (1452-1519) was de grondlegger van de luchtvaart. Hij heeft ongeveer 400 schetsen gemaakt van toestellen waarmee hij dacht te kunnen vliegen. Zelf heeft hij een aantal pogingen ondernomen, maar hij heeft nooit echt gevlogen. De gebroeders Wright hebben in 1903 als eersten een gecontroleerde vlucht gemaakt met hun gemotoriseerd vliegtuig. Het toestel had een massa van slechts 340 kg. Het vloog 12 seconden over een afstand van 37 meter.

Ontwerpen/Mogelijke oplossingen lift off

2 Bekijk via het onlinelesmateriaal de video over de werking van een vliegtuig en beantwoord de onderstaande vragen. a Wat gebeurt er met de luchtdruk als lucht beweegt?

b Hoe kun je verklaren dat het papier in het filmpje omhoog gaat?

Teken in de kader hieronder de doorsnede van een vliegtuigvleugel.

d Hoe kun je verklaren dat door deze vorm het vliegtuig kan vliegen?

e Druk is een grootheid die we kunnen meten. Wat is de eenheid van druk?

3 Nu je weet hoe een vliegtuig kan opstijgen, kun je met papier zelf een vliegtuig ontwerpen. Zoek online op hoe je een papieren vliegtuig moet vouwen. Let op: niet alle papieren vliegtuigen vliegen even ver. Het wereldrecord dat een papieren vlieger heeft gevlogen is bijna 70 meter! Neem het papier en vouw je vlieger. Test je vlieger in een omgeving waar er zo weinig mogelijk wind is. De manier waarop je de vlieger lanceert, is heel belangrijk. Dat kun je ook online terugvinden.

1 2 3

4 Welke afstand heeft je vlieger afgelegd?

4 In de ruimte is er geen lucht. Er is dus ook geen verschil in luchtdruk, zodat een raket niet op die manier kan opgetild worden. Er moet dus een andere manier zijn om raketten in de ruimte te krijgen. Eerst voer je een experiment uit. a Twee leerlingen (a en b) trekken inlineskates aan of gaan elk op een skateboard staan. Ze gaan tegenover elkaar staan en nemen elk een uiteinde vast van hetzelfde touw. b Leerling a trekt aan het touw. Wat gebeurt er? c

100

Leerling b trekt aan het touw. Wat gebeurt er?

lift off Ontwerpen/Mogelijke oplossingen

5 Om dat te verklaren moeten we een beroep doen op de derde wet van Newton, die we de actiereactiewet noemen. Die wet zegt: als een voorwerp a een kracht uitoefent op voorwerp b (actie), dan oefent voorwerp b een even grote maar tegengestelde kracht uit op voorwerp a (reactie). We leggen die wet uit door nog een experiment uit te voeren. a Neem een ballon en blaas deze op. Laat de opgeblazen ballon los. Wat gebeurt er met de ballon?

b Hoe kunnen we dat verklaren met de derde wet van Newton?

6 Een ruimteraket bevat geen samengeperste lucht, maar verbrandt vloeibare zuurstof en waterstof. Terwijl die hete uitlaatgassen bij de staart van de raket ontsnappen (actie), wordt de raket voortgeduwd met een gelijke maar tegengestelde kracht (reactie). De kracht die bij de verbranding ontstaat, is zo groot, dat de raket tot in de ruimte wordt voortgestuwd. a Welke kracht wordt op deze manier door een raket overwonnen?

b Welke energieomzetting grijpt er plaats in een raket? c

Bekijk via het onlinelesmateriaal de video over hoe je loskomt van de aantrekking van de aarde.

d Wat is de snelheid die raketten minimaal nodig hebben om in de ruimte te blijven? e Uit hoeveel trappen bestond de Saturnus V raket waarmee Neil Armstrong, Buzz Aldrin en Mike Collins naar de maan reisden? f

Wat gebeurde er met de twee onderste delen (trap 1 en 2) van de raket wanneer hun brandstof op was?

Trap 3

Trap 2

Trap 1

Ontwerpen/Mogelijke oplossingen lift off

101

g Wat was het eerste doel van de derde trap?

h Wat gebeurde er daarna?

ONDERZOEK 4 Werkt een waterraket volgens hetzelfde principe als een ruimteraket? Een waterraket werkt volgens hetzelfde principe als een ruimteraket. Bekijk de video over de lancering van een waterraket via het onlinelesmateriaal.

a Wat wordt er gebruikt om de raket voort te stuwen?

b Waarom wordt er geen lucht gebruikt?

In de fles zit naast het water nog lucht. Wanneer er extra lucht wordt toegevoegd, zal de lucht samengeperst worden waardoor de druk in de fles stijgt. Hierdoor ontstaat er overdruk: de druk in de fles is groter dan de buitenluchtdruk. Hoeveel bedraagt

deze druk in het filmpje?

d Hoe hoog vliegt de raket?

e In welke positie moeten we onze raket afschieten om zo hoog mogelijk te geraken?

Met welk systeem kunnen we de raket op deze manier afschieten?

g Hoe moeten we ervoor zorgen dat we druk kunnen opbouwen in de petfles?

h Hoe beter deze vastzit in de fles, hoe meer druk we kunnen opbouwen. Maar we moeten opletten dat de fles zelf niet ontploft. Hoe kunnen we dat oplossen?

102

lift off Ontwerpen/Mogelijke oplossingen

Wat is de ideale hoeveelheid water die je in een petfles van 1,5 liter doet om je raket af te schieten? Zoek dat online op.

Hoe kun je ervoor zorgen dat je waterraket zo stabiel mogelijk blijft en dus niet begint te dwarrelen en zo hoogte en snelheid verliest?

Interessant om weten Het wereldhoogterecord waterraketschieten is in handen van het U.S. Water Rockets team met een hoogte van 609 meter!

2 Nadat we onze waterraket gelanceerd hebben, willen we een systeem uitdokteren om de raket te kunnen hergebruiken. a Met welk systeem kunnen we ervoor zorgen dat de raket zonder schade kan landen?

Maak hieronder een schets van je ontwerp

b Vooraleer je een parachute maakt voor de waterraket moet je eerst een parachute ontwerpen om een petfles van 0,5 l (voor de helft gevuld) veilig te laten landen. Gebruik hiervoor het volgende (recyclage) materiaal: plastic (vuil)zak, touw, tape, doek van stof. De gereedschappen die je kunt gebruiken, zijn: een lijmpistool, een breekmes en een schaar.

d Test je parachute door de petfles vanop ongeveer 5 m hoogte (1ste verdieping) te laten vallen. e Heeft je parachute de petfles zacht laten landen? f

Wat kun je optimaliseren aan de parachute?

Ontwerpen/Mogelijke oplossingen lift off

103

MAG HET IETS MEER ZIJN? ONDERZOEK 5 Hoe kun je de ‘vlieghoogte’ van je raket bepalen? 1

Om te weten hoe hoog de raket gevlogen is, zouden we kunnen werken met digitale hoogtemeters. Maar die zijn vrij duur en de kans dat ze stukgaan bij de landing is groot. a Er is echter een veel eenvoudigere manier om de hoogte van de raket te bepalen. Daarvoor moeten we een beroep doen op de wiskunde. Bekijk de driehoek. B

b Welk soort driehoek is dit? c

Hoe noemen we de zijde [AB]?

d Hoe noemen we de zijde [BC] ten opzichte van Â?

e Hoe noemen we de zijde [AC] ten opzichte van Â? f

Welk punt van de driehoek kunnen we voorstellen als de lanceerplaats voor onze raket?

2 Een leerling neemt plaats in punt A. De afstand tussen A en C wordt vooraf bepaald (bijvoorbeeld 15 meter).

a Duid deze afstand aan op de driehoek. b De raket wordt gelanceerd en op het moment dat hij zijn hoogste punt bereikt heeft, meet de leerling de hoek met een gradenboog (zie tekeningen). Veronderstel dat hij een hoek van 65° gemeten heeft. wc-rolletje

houten latten

tafel

wc-rolletje

geodriehoek houten latten

104

lift off Ontwerpen/Mogelijke oplossingen

3 In een rechthoekige driehoek bestaat er een verband tussen de grootte van één van de scherpe hoeken en de verhouding van de rechthoekszijden. Die verhouding noemen we de tangens van die hoek. Met de tangens kun je de zijden en hoeken berekenen in een rechthoekige driehoek. Dat geeft de volgende verhouding: grootte overstaande rechthoekszijde tangens Â = grootte aanliggende rechthoekszijde [BC] We kunnen dit ook in een formule schrijven: tan Â = [AC] a Welke gegevens kunnen we invullen?

b Welke gegevens moeten we berekenen? Waarmee komt deze zijde overeen als we onze raket afschieten?

Als we de formule omdraaien, dan verkrijgen we: [BC] = tan Â x [AC] Ingevuld met onze gegevens geeft dat: [BC] = tan 65° x 15 m [BC] = 32 m

De tangens moet je berekenen met je rekentoestel. Dat doe je door de hoek in te typen gevolgd door tan.

e De hoogte die de raket in het voorbeeld heeft afgelegd, is dus 32 m. Dat is niet helemaal correct. Welke hoogte moet je hiervan nog aftrekken?

Ontwerpen/Mogelijke oplossingen lift off

105

MAKEN – IN GEBRUIK NEMEN/TESTEN – EVALUEREN/BIJSTUREN Na alle onderzoeksopdrachten ben je heel wat meer te weten gekomen over de werking van raketten. MAKEN 1

Je gaat nu zelf een waterraket en een bijbehorend lanceerplatform maken. Kijk even terug naar de onderzoeksopdrachten.

Som in de eerste kolom van de tabel de criteria op waaraan je waterraket moet voldoen. criteria

ja/nee

106

Som in de eerste kolom van de tabel de criteria op waaraan je lanceerplatform moet voldoen. criteria

mogelijke oplossing

lift off Maken – In gebruik nemen/Testen – Evalueren/Bijsturen

2 Welke materialen hebben je nodig om de raket te maken?

3 Welke materialen heb je nodig om het lanceerplatform te maken?

4 Uit welk materiaal ga je het frame van het lanceerplatform maken? Waarom?

5 Extra: Welk materiaal heb je nodig voor de parachute?

6 Bekijk het vademecum. Welke gereedschappen heb je hier allemaal voor nodig?

7 Er zijn drie sporen voor deze realisatie:

Bij spoor 1 volg je de stappenplannen bij het onlinelesmateriaal. Voer elke stap grondig uit en sla zeker geen stap over. Bij spoor 2 maak je een eigen ontwerp van je raket en je lanceerplatform. Je kunt eventueel als extra een stappenplan met foto’s en tekst of een instructievideo van je ontwerp maken.

Spoor 3 is gelijk aan spoor 2, alleen moet je lanceerplatform gekanteld kunnen worden naar een hoek van 45° om je raket zo ver mogelijk te schieten in plaats van zo hoog mogelijk.

Tip

Maken – In gebruik nemen/Testen – Evalueren/Bijsturen lift off

107

IN GEBRUIK NEMEN/TESTEN 1

Neem je lanceerplatform en schiet je raket af.

Heb je voldoende luchtdruk in de fles kunnen opbouwen?

Heb je de stop gecontroleerd kunnen lossen van de fles?

Heeft je raket stabiel gevlogen?

Hoe hoog heeft je raket gevlogen?

Extra: Heeft de parachute gewerkt?

Kun je de raket opnieuw afschieten?

Kun je hem nog optimaliseren? Zo ja, hoe?

2 Duid in de tweede kolom van de tabel op de voorgaande pagina aan of je raket en lanceerplatvorm voldoen aan de vooropgestelde criteria.

Als je antwoord ‘nee’ is, stel je dan de vraag wat je gaat doen om het op te lossen en noteer de oplossing in de derde kolom. Eventueel kan een medeleerling of je leerkracht je daarbij helpen.

EVALUEREN/OPTIMALISEREN

Wat vond je medeleerling van jouw raket en je werkmethode gedurende het ganse proces?

3 Neem je evaluatiefiche en evalueer jezelf bij het laatste onderdeel (Testen) bij vaardigheden. Laat dat nadien controleren door je leerkracht.

2 Vond je dit een leuke opdracht? Waarom (niet)?

3 Waar moet je volgende keer beter op letten tijdens het realiseren van werkstukken?

4 Wat zou je als tip geven aan de leerlingen die dit volgend jaar moeten maken?

5 Vul ten slotte de onderdelen ‘Sociale vaardigheden’ en ‘Vakattitudes’ in je evaluatiefiche aan.

108

lift off Maken – In gebruik nemen/Testen – Evalueren/Bijsturen

WOORDENLIJST Lift off term

definitie

in je eigen woorden

gevriesdroogde voeding

voeding die bij een zeer lage temperatuur gedroogd wordt en zo lang bewaard kan worden

ISS

Internationaal ruimtestation, een onderzoekscentrum dat op 400 km hoogte in een baan om de aarde vliegt. Het is permanent bewoond.

luchtdruk

De druk die de lucht uitoefent op voorwerpen. De eenheid is pascal (Pa).

ruimtevaarder

stuwkracht

kunstmaan, ruimtetuig in een baan om de aarde met als doel onderzoeken en/of communiceren

tangens

De kracht die een raket genereert door verbranding van vloeibare zuurstof en waterstof. Deze kracht wordt gebruikt om de raket te laten vliegen. faseovergang van een vaste stof naar een gas

sublimeren

Organisatie die aan ruimtevaart doet. Er zijn twee grote ruimtevaartorganisaties, de Amerikaanse NASA en de Europese ESA.

satelliet

Persoon die in de ruimte is of is geweest. Amerikanen en Europeanen worden astronauten genoemd. Russen worden kosmonauten genoemd.

ruimtevaartorganisatie

het verband in een rechthoekige driehoek tussen de grootte van één van de scherpe hoeken en de verhouding van de rechthoekszijden

WOORDENLIJST lift off

109

110

lift off WOORDENLIJST

NOTITIES

Â©

NOTITIES

111

Â©

112

NOTITIES

techno scoop

Anton Goossens Gertjie Franck Gregory De Lannoy Dave Van den Keybus Stijn Lafaille Marleen Chalmet

ISBN 978-90-306-9512-7 594168

vanin.be

techno scoop 2