Zeepkistenrace

• 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 krachten hebt behandeld die wel (of niet) in balans zijn.
• 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.

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

• Breng een kort gesprek op gang over de krachten die op een kart of zeepkist worden uitgeoefend tijdens een afdaling.
• Stel vragen als:
  • Wat is een zeepkistenrace? (Het is een autorace waarbij auto’s zonder motor van een helling racen.)
  • Heb je er al eens een op tv gezien?
  • Welke kracht zorgt ervoor dat de auto van de heuvel afrijdt? (Zwaartekracht)
  • Welke kracht zorgt ervoor dat de auto vertraagt? (Wrijving)
  • Wat zorgt er volgens jou voor dat een auto een voordeel heeft ten opzichte van een concurrent?
• Vertel de leerlingen dat ze een helling en een zeepkist gaan bouwen en vervolgens experimenten gaan uitvoeren om een patroon in de beweging van de auto te ontdekken.

• Laat de leerlingen in tweetallen het zeepkistmodel 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.

Experiment 1:

• Laat de leerlingen het chassis van de auto, zonder wielen, bovenaan de helling zetten, loslaten en laat ze observeren wat er vervolgens gebeurt (ze moeten het chassis misschien een klein duwtje geven).

Experiment 2:

• Laat de leerlingen nu zelf een eenvoudige auto ontwerpen en bouwen.
• Geef hen de opdracht om:
  • Een veiligheidssysteem toe te voegen dat ervoor zorgt dat de minifiguur in de gladde bestuurdersstoel blijft zitten. Je kan de race niet winnen als je minifiguur voor de finish uit de auto valt!
  • Met een steen de plek aan te geven waar ze denken dat hun auto zal stoppen nadat ze deze bovenaan de helling hebben losgelaten. Laat ze de voorspelde afstand meten en deze op hun leerlingenwerkblad noteren.
  • De daadwerkelijke afstand te meten en deze op hun leerlingenwerkblad te noteren (Ondersteuning voor de leraar - Bijkomende hulpmiddelen).
• Stimuleer de leerlingen om te experimenteren met verschillende wielmaten, de verzwaarde steen en andere zelfbedachte variabelen om erachter te komen wat ervoor kan zorgen dat de auto een grotere afstand aflegt.

• Laat de leerlingen hun opgedane kennis aan klasgenoten presenteren en met elkaar bespreken.
• Stel vragen als:
  • Hoe bewoog de auto zich van de helling af zonder wielen? (Hij gleed met een constante snelheid van de helling af. Dit kwam door de wrijving tussen de auto en de helling.)
  • Als de auto plotseling stopt, kan de bestuurder uit de auto vallen. Waarom blijft de bestuurder bewegen, ook als de auto al tot stilstand is gekomen? (Deze kracht wordt ‘massatraagheid’ genoemd en kan worden verklaard aan de hand van de eerste wet van Newton. Volgens deze wet blijft een bewegend object in dezelfde richting en op dezelfde snelheid bewegen totdat er andere krachten op het object worden uitgeoefend.)
  • Wat was het verschil toen je je auto van grotere wielen voorzag? (minder rolweerstand, zwaardere auto/meer massa)

• Laat de leerlingen nog 5 minuten verder bouwen en experimenteren om erachter te komen welke auto de grootste afstand aflegt en waarom.
• Als er voldoende tijd is, laat de leerlingen de verzwaarde steen dan aan hun auto toevoegen. Laat ze voorspellen welke afstand de auto zal afleggen en laat ze hun voorspellingen en bevindingen op het leerlingenwerkblad noteren.
• 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.

-Stel ondersteunende vragen om ze aan te moedigen ‘hardop te denken’. Laat ze uitleggen welke redeneringen ze gevolgd hebben om keuzes te maken tijdens het bouwen van hun modellen.

Observatiechecklist

• Beoordeel hoe goed de leerlingen kunnen beschrijven wat het effect is van krachten die wel (of niet) in balans zijn op de beweging van een zeepkist.
• 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 begrijp ik welke effecten krachten die wel (of niet) in balans zijn, op de beweging van de auto hebben.
• Blauw: Ik begrijp welke effecten krachten die wel (of niet) in balans zijn, op de beweging van de auto hebben.
• Paars: Ik kan bewijs leveren dat krachten die wel (of niet) in balans zijn de beweging van een zeepkist beïnvloeden.

Feedback met klasgenoten

• Laat de leerlingen met hun team bespreken hoe ze de samenwerking hebben ervaren.
• Stimuleer ze om hun ervaringen als volgt te verwoorden:
  • Ik vond het leuk toen je...
  • Ik zou graag willen weten hoe je ...

Modeltips

• Wijs de leerlingen erop dat ze, zoals aangegeven in de bouwinstructies, eerst de helling moeten bouwen en daarvoor de stenen moeten omkeren (pagina 88 t/m 96).
• Als de leerlingen alle bouwinstructies hebben gevolgd, hebben hun auto’s nog geen wielen. Ze moeten hun modellen eerst zonder wielen testen om erachter te komen wat de effecten zijn van wrijving en eventuele inertie als de minifiguur uit de auto valt.
• Als de wielen te strak op een as tegen een chassis worden geduwd, zorgt dit voor extra wrijving en zal de auto vertragen. Door een beetje met de wielen te wiebelen, komen ze iets losser te zitten en zal de auto verder kunnen rollen.

Voorbeeldoplossing

Vereenvoudig deze les door:

• De leerlingen uit te dagen een zo groot mogelijke afstand met hun auto af te leggen zonder dat de minifiguur erin zit (benadruk dat ze niet te ingewikkeld moeten denken)

Verhoog de moeilijkheidsgraad door:

• De leerlingen de kleine helling aan de voet van de grotere helling te laten weghalen en hen te laten ontdekken wat er dan gebeurt
  • Als er voldoende tijd is, laat je leerlingen de kleinere helling dan weer vastmaken, zodat deze dienstdoet als kleine schans
  • Indien nodig kunnen ze een aantal stenen aan de onderkant plaatsen om de helling te ondersteunen
  • Stimuleer ze om hun auto opnieuw te ontwerpen en er daarbij voor te zorgen dat hij veilig over de schans kan rijden en toch een zo groot mogelijke afstand kan afleggen.

(Let op: dit neemt extra tijd in beslag.)
Laat de leerlingen voor de ontwikkeling van hun taalvaardigheid een verslag of korte video maken waarin ze uitleggen hoe krachten die wel (of niet) in balans zijn de beweging van hun zeepkist beïnvloeden.