Zeilwagen

• Bekijk het online materiaal voor leerlingen. Gebruik een scherm of digibord om dit materiaal tijdens de les aan je leerlingen te laten zien.
• Zorg ervoor dat je in een eerdere les de drie wetten van Newton hebt behandeld.
• Houd rekening met de vaardigheden en achtergrond van je leerlingen. Pas de les aan om ervoor te zorgen dat iedereen eraan mee kan doen. Raadpleeg het gedeelte Differentiatie hieronder voor suggesties.
• Zet de ventilators op de vloer en zorg ervoor dat er zich in een straal van 3 meter geen obstakels bevinden, zodat de zeilwagens voldoende ruimte hebben om te bewegen. Maak voor iedere ventilator met een stuk tape een startlijn (loodrecht op de ventilator).

• Bekijk de leerlingenvideo hier of via het online materiaal voor leerlingen.

• Breng een kort gesprek op gang over de kracht die ervoor zorgt dat een zeilwagen beweegt
• Stel vragen als:
  • Welke krachten heb je waargenomen in de video met de zeilboot en kite? (trekken/duwen)
  • Welke kracht heeft ervoor gezorgd dat de zeilboot bewoog? (De duwkracht van de wind.)
• In welke situaties beweegt een zeilboot niet? (Als de wind recht van voren komt, omdat de zeilboot niet tegen de wind in kan zeilen.)
• Vertel de leerlingen dat ze een zeilwagen gaan bouwen en gaan onderzoeken hoe windkracht de beweging ervan kan beïnvloeden.

• Laat de leerlingen in tweetallen het zeilwagenmodel bouwen. Vertel je leerlingen dat ze om de beurt de stenen kunnen zoeken en kunnen bouwen, waarbij ze na iedere stap wisselen.
• In het gedeelte Tips hieronder vind je extra ondersteuning voor tijdens het bouwen.
• Laat de leerlingen de drie experimenten in het materiaal voor leerlingen uitvoeren en deel de leerlingenwerkbladen uit (Ondersteuning voor de leraar - Bijkomende hulpmiddelen).

Experiment 1: Met de wind mee

• Laat de leerlingen hun zeilwagens zo op de startlijn zetten dat ze van de ventilator af staan gekeerd.
• Laat ze de ventilators aanzetten, zodat hun zeilwagens met de wind mee worden weggeblazen (van de ventilators af) en laat ze hun waarnemingen over de beweging noteren. De hoek van het zeil kan door middel van het kleine tandwiel worden aangepast om zo de beweging van de zeilwagen te optimaliseren. De rode lagerbussen kunnen ook worden verplaatst om de vorm van het zeil te veranderen.
• Daag je leerlingen uit om de hoek en vorm van het zeil te vinden waarmee de zeilwagen de grootste afstand af kan leggen.
• Laat ze de beste hoek en vorm op hun leerlingenwerkblad noteren.

Experiment 2: Zijwind

• Laat de leerlingen hun zeilwagens in een rechte hoek op de startlijn zetten, dus in een hoek van 90 graden (loodrecht op de ventilator).
• Laat ze de ventilators aanzetten om te zien of hun zeilwagens zijwaarts bewegen. (Ze zullen de hoek van het zeil opnieuw moeten aanpassen om de beweging van de zeilwagen te optimaliseren.)
• Daag je leerlingen uit om de beste zeilhoek te vinden en laat ze de hoek op hun werkblad noteren.

Experiment 3: Tegen de wind in

• Laat de leerlingen hun zeilwagen lichtjes richting de ventilator draaien, zodat ze kunnen onderzoeken bij welke zeilhoek de zeilwagen tegen de wind in zal gaan. Ze kunnen het hoekmeetinstrument in hun set gebruiken om te berekenen in welke hoek de zeilwagen bij tegenwind staat ten opzichte van de lijn. Met de juiste aanpassingen kunnen de leerlingen ervoor zorgen dat hun zeilwagens tegen de wind in bewegen, zonder dat ze direct tegen de wind ingaan.

• Laat de leerlingen hun experimenten aan klasgenoten presenteren en met elkaar bespreken.
• Stel vragen als:
  • Welke hoek werkte het best bij de verschillende experimenten?
  • Welke beperkingen waren er? (Bij te veel wind vanuit de verkeerde hoek kan de zeilwagen kantelen. Daarom ‘reven’ zeilboten hun zeilen – ze maken het zeil kleiner. Hierdoor wordt de zeilboot niet omgeblazen en kantelt hij dus niet).
  • Waarom kan de zeilwagen niet in een hoek van meer dan 45 graden tegen de wind in bewegen (richting de ventilator)? (Alle krachtvectoren die op het voertuig worden uitgeoefend, duwen de zeilwagen met de wind mee.)

• Als er voldoende tijd is, leg dan tot in detail uit welke krachten er worden uitgeoefend (krachtvectoren).
• Geef de leerlingen voldoende tijd om hun modellen uit elkaar te halen, de stenen in de juiste bakken op te bergen en het lokaal op te ruimen.

• Geef elke leerling feedback over zijn of haar prestaties.
• Zorg ervoor dat ze zichzelf evalueren.
• Gebruik de meegeleverde evaluatierubrieken om dit eenvoudiger te maken.

Observatiechecklist

• Beoordeel hoe goed de leerlingen kunnen beschrijven hoe verschillende krachten de beweging van een object kunnen beïnvloeden.
• Maak naar eigen inzicht een schaalverdeling. Voorbeeld:
  1. Heeft extra ondersteuning nodig
  2. Kan zelfstandig werken
  3. Kan het aan anderen uitleggen

Zelfevaluatie

• Laat alle leerlingen een steen kiezen die volgens hen het best hun prestatie weergeeft:
  • Groen: Met een beetje hulp kan ik beschrijven hoe een onzichtbare kracht de beweging van een object beïnvloedt.
  • Blauw: Ik kan beschrijven hoe een onzichtbare kracht de beweging van een object beïnvloedt.
  • Paars: Ik kan beschrijven en uitleggen hoe een onzichtbare kracht de beweging van een object beïnvloedt.

Feedback met klasgenoten

• Stimuleer je leerlingen om hun klasgenoten te evalueren door:
  • Aan de hand van bovenstaande schaal de prestaties van anderen te beoordelen
  • Hun ideeën te presenteren en constructieve feedback te geven

Modeltips

• Laat de groepjes hun modellen testen zodra ze klaar zijn met bouwen. Laat ze de zeilen om de beurt aanpassen, zodat iedereen de modellen kan uitproberen.
• Kies één ventilatorsnelheid voor alle tests. Het maakt niet uit welke snelheid dit is.
• Als je ventilator te groot of te krachtig is, kun je hem verder weg van de startlijn plaatsen. Je kan een deel van de luchtstroom ook blokkeren door een meubelstuk voor de ventilator te zetten.
• Als je ventilator te klein is, kun je hem dichter bij de modellen zetten of de ventilator oppakken en met de modellen meebewegen.

Vereenvoudig deze les door:

• De leerlingen het zeil voor alle tests in een hoek van 90 graden te laten zetten

Verhoog de moeilijkheidsgraad door:

• De leerlingen te stimuleren de vorm van het driehoekige zeil aan te passen
• De leerlingen uit te dagen om uit te vogelen hoe de zeilwagen tegen de wind in kan bewegen

(Let op: dit neemt extra tijd in beslag.)
Laat de leerlingen voor de ontwikkeling van hun rekenvaardigheid hun zeilwagen vanaf de startlijn in een hoek van 60 graden bewegen en laat ze meten welke afstand de wagen heeft afgelegd door het aantal omwentelingen van de achterwielen te tellen. Ze kunnen aan de hand van de hoek en de afgelegde afstand het oppervlak van de driehoek berekenen.

Diameter achterwiel = 43,2 mm
Omtrek van het wiel = (π x D = C)