Hoeveel energie kost een ritje in de achtbaan?

Ondertitel
Hoeveel energie kost een ritje in de achtbaan? 
Energiebehoud
1 / 31
volgende
Slide 1: Tekstslide
NatuurkundeMiddelbare schoolhavo, vwoLeerjaar 4,5

In deze les zitten 31 slides, met interactieve quizzen, tekstslides en 10 videos.

time-iconLesduur is: 50 min

Introductie

In deze les passen leerlingen de wet van behoud van energie, kinetische energie en zwaarte-energie toe op een achtbaan om uit te rekenen hoeveel energie een achtbaanrit kost en de snelheid van een achtbaantrein op een bepaald punt uitrekenen.

Instructies

Voorkennis van leerlingen
De leerlingen moeten de wet van behoud van energie kennen.

Voorbereiding voor de docent
Lees door de slides en bekijk de video's. 

Leerdoelen
Na deze les: 
 
...kun je uitrekenen hoe veel energie een achtbaanrit kost (en hoe vaak je je telefoon daarmee op kan laden);
...kun je uitrekenen wat de snelheid is van een achtbaantrein als je weet op welke hoogte hij is.

Aansluiting bij het curriculum
Natuurkunde: C2, energie en wisselwerking
De les kan worden ingezet als een herhalingsles, als zelfstandige introductie van zwaarte-energie of klassikale les om deze begrippen te introduceren.

Feedback gevraagd! 
We horen graag wat je van deze les vond. Geef je feedback via www.ut.onl/docent4tu. Hartelijk dank!

Onderdelen in deze les

Ondertitel
Hoeveel energie kost een ritje in de achtbaan? 
Energiebehoud

Slide 1 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Les 1. Wat is creativiteit?
Informatie voor de docent
Vooraf
Verdeel de leerlingen in groepjes van 2 leerlingen.

Benodigdheden
Lesfasen
Bij elk onderdeel staan 
de lesfasen weergegeven.

Iconen







Zet het vinkje 'toon bij leerling' aan
Toon notities bij elke dia
Navigeren door de les
download het werkblad 
Vergroot een afbeelding
Klik hier
Hotspot met meer informatie
laptop voor elke leerling
rekenmachine + BINAS voor elke leerling

Slide 2 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Les 1. Wat is creativiteit?
Leerdoelen
Na deze les...

  • kun je uitrekenen hoe veel energie een achtbaanrit kost (en  hoe vaak je je telefoon daarmee op kan laden).
  • kun je uitrekenen wat de snelheid is van een achtbaantrein als je weet op welke hoogte hij is.

Slide 3 - Tekstslide

Aan de hand van video's gaan we vandaag uitrekenen hoeveel energie een achtbaanrit kost en hoe vaak je daarmee je telefoon kun opladen! (Dit zal in de video's kort genoemd worden dus letten de leerlingen op?). Daarnaast gaan we formules gebruiken om uit te rekenen wat de snelheid is van een achtbaantrein als je weet op welke hoogte hij is.

Slide 4 - Video

Deze slide heeft geen instructies


Vraag
De trein rijdt met 2,0 m/s het station uit Hoeveel km/h is dat?
A
0,56 km/h
B
7,2 km/h
C
7200 km/h
D
0,0056 km/h

Slide 5 - Quizvraag

Dit zou triviaal moeten zijn, maar mochten veel leerlingen dit fout doen is het goed om hier nog aandacht aan te besteden!

van m naar km is een vermenigvuldiging van 1000
Van seconden naar uur is een vermenigvuldiging van 3600
Echter staat er een deelstreep in deze eenheid dus wordt dit door elkaar gedeeld en moet er vermenigvuldigd worden met 3,6

Slide 6 - Video

Deze slide heeft geen instructies


Vraag
In de trein van de Konda zit geen motor. Hoe kan het dat de trein toch de gehele rit kan afleggen?

Slide 7 - Open vraag

Het antwoord wordt gegeven in de video hierna! Geef bij deze slide de leerlingen de ruimte om herover in discussie te gaan. Waarom denken ze een bepaald antwoord?

Slide 8 - Video

Deze slide heeft geen instructies

Les 1. Wat is creativiteit?
Energie
Hoe noemen wij die potentiële energie/hoogte-energie? 



En hoe berekenen we deze energie? 
Welke formule hoort daarbij? 
Waar in de Binas staat de formule?
Antwoord
Zwaarte energie

Slide 9 - Tekstslide

De formule is te vinden in BINAS Tabel 35A4; zwaarte-energie

Hebben de leerlingen deze formule zelf kunnen vinden? 

Slide 10 - Video

Deze slide heeft geen instructies

Les 1. Wat is creativiteit?
Opdracht
Eerst zelf doen! 

6 karretjes, 1900 kg per stuk. Begint op  2 m, gaat naar 50m

Hoeveel energie is er nodig om de trein omhoog te brengen?

Antwoord in juiste aantal significante cijfers

Slide 11 - Tekstslide

Alle energie stop je er in het begin in, bij het optakelen!

Laat de leerlingen zelfstandig werken aan deze opdracht, het antwoord volgt in de video. 

Slide 12 - Video

Deze slide heeft geen instructies

Les 1. Wat is creativiteit?
Uitwerking 
Ez=mgh
Hoeveel energie is er nodig om de trein omhoog te brengen?


Ez=5,4106J=5,4MJ
Ez=619009,8148

Slide 13 - Tekstslide

Korte herhaling van de uitwerking in de video! 

De formule is te vinden in BINAS Tabel 35 A4 en alle benodigde informatie was gegeven.

En hoe vaak kun je jou telefoon opladen met een ritje in de achtbaan? Dilemma: liever je telefoon opladen (120x) of één keer een ritje in de achtbaan? 

Slide 14 - Video

Deze slide heeft geen instructies

Les 1. Wat is creativiteit?
Opdracht
We hebben al berekend dat voor een trein met 6 karretjes (m=1900kg/per karretje) de zwaarte-energie in situatie 0 gelijk is aan 5,4 MJ. Bereken hiermee de snelheid die de trein beneden bereikt (Situatie 1).

Slide 15 - Tekstslide

Laat de leerlingen hier zelfstandig (in tweetallen) aan werken. De uitwerking volgt in de volgende slide
Les 1. Wat is creativiteit?
Uitwerking
Etot,0=Etot,1
Ek,0+Ez,0=Ek,1+Ez,1
Ez,0=Ek,1
5,4106=21mv12
v12=6190025,4106
v1=6190025,4106=30,8sm
Ek,0=0,Ez,1=0

Slide 16 - Tekstslide

De wet van behoud van energie is de eerste stap --> BINAS Tabel 35 A4
Vervolgens vullen we de gegevens in vanuit eerdere opgedane kennis in de video's en opdrachten.
Les 1. Wat is creativiteit?
Opdracht
Herleidt nu een formule voor v1 en laat zien dat die onafhankelijk is van de massa van de trein
V1

Slide 17 - Tekstslide

De formule wordt in de volgende slide (video) herleidt, geef de leerlingen nu tijd om hier zelfstandig mee aan de slag te gaan of pak het klassikaal op.

Een soort gelijke vraag volgt na de video, door deze klassikaal op te pakken kun je de leerlingen een structuur aanbieden die ze vervolgens zelf kunnen toepassen.

Slide 18 - Video

Deze slide heeft geen instructies

Les 1. Wat is creativiteit?
Opdracht
Herleidt nu een formule voor de snelheid (v) in situatie 2 waarin het treintje een hoogte H2 bereikt die lager is dan H0.

Stel hiervoor de totale energie in situatie 2 gelijk aan de totale situatie 0

Slide 19 - Tekstslide

Antwoord volgt in de volgende slide (video)

Slide 20 - Video

Deze slide heeft geen instructies

Slide 21 - Video

Deze slide heeft geen instructies


Vraag
Leg uit dat de totale energie van de trein aan het eind van de rit lager is dan in situatie 0 zoals we net berekend hebben.

Slide 22 - Open vraag

Kijk met welke antwoorden leerlingen komen en vraag om redenatie. Komen jullie er als klas uit? 
Let op! In de vorige slide (video) werden al diverse hints gegeven. Hebben de leerlingen opgelet?
Wat is er met de energie gebeurd?

Slide 23 - Woordweb

Deze slide heeft geen instructies


Vraag
Wat betekent dit voor de snelheid waarmee de trein weer binnen komt rijden?

Slide 24 - Open vraag

Deze slide heeft geen instructies

Slide 25 - Video

Deze slide heeft geen instructies

Les 1. Wat is creativiteit?
Noem minimaal 1 ding dat je in deze les hebt geleerd!

Slide 26 - Tekstslide

Kijk naar de antwoorden en koppel deze ook aan de leerdoelen van deze les. Zijn deze bereikt?

Na deze les...
kun je uitrekenen hoe veel energie een achtbaanrit kost (en hoe vaak je je telefoon daarmee op kan laden);
kun je uitrekenen wat de snelheid is van een achtbaantrein als je weet op welke hoogte hij is.
Les 1. Wat is creativiteit?
Geïnspireerd
Wellicht vond je dit een interessante les. 
Klik dan eens op onderstaande vervolgopleidingen

Slide 27 - Tekstslide

Toelichting
Deze dia is bedoeld om leerlingen te helpen zich te oriënteren op vervolgopleidingen, hoewel dat vaak nog een ver-van-mijn-bed-show is. Onbekend maakt onbemind en op deze manier maken ze kennis met wellicht onbekende studierichtingen.

Les 1. Wat is creativiteit?
De makers van deze les willen graag weten wat je van de les vond. Ga daarvoor naar de (korte) vragenlijst. Heel veel dank!

Feedback gevraagd
Vragenlijst voor leerlingen

Slide 28 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Les 1. Wat is creativiteit?
De makers van deze les willen graag weten wat je van de les vond. Ga daarvoor naar de (korte) vragenlijst. Heel veel dank!

Feedback gevraagd
Vragenlijst voor docenten

Slide 29 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Les 1. Wat is creativiteit?
Check www.4tuschools.nl voor meer inspirerende lessen!

Slide 30 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Les 1. Wat is creativiteit?
Deze les is gebaseerd op materiaal van Theme Park Science. Wil je het gehele YouTube kanaal bekijken? 

De hele video zien waar de les op gebaseerd is? 

Bronnen

Slide 31 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies