Aardrijkskunde - goedvoorbereidnaardepabo

Natuur en Techniek
Les 6









Les 25 Licht en kleur
Les 26 Lichtbreking
Les 27 Geluid
Pauze
Les 28 Krachten
Les 29 Meten en waarnemen
Les 30 Ons zonnestelsel
Vragen
Uitloop mogelijk
Lichtbreking


Een lichtstraal verandert van richting bij een
overgang in medium, precies op het grensvlak.
De verandering ontstaat door een verschil in
dichtheid.
Door stoffen met een grotere dichtheid gaat het
licht langzamer.
Wetten van lichtbreking


Als het licht loodrecht op het oppervlak van een andere stof valt, buigt het
niet af, maar reist het rechtdoor. Deze rechtdoorgaande lijn noemen we 'de
normaal'. De normaal wordt vaak gebruikt als hulplijn in tekeningen om de
breking van licht te berekenen.
Is de invalshoek groot, dan zal de brekingshoek ook relatief groot zijn. Bij een
kleine invalshoek is de brekingshoek kleiner.
Wetten van lichtbreking (2)


Wanneer lichtstralen van een minder dichte
stof naar een dichtere stof overgaan
(bijvoorbeeld van lucht naar water), breken
ze naar de normaal toe. Als ze van een
dichtere stof overgaan naar een minder
dichte stof (van water naar lucht), dan
breken ze van de normaal af.
Is het verschil in dichtheid tussen de twee
stoffen groot, dan zal de brekingshoek ook
groot zijn. Bij een klein verschil in dichtheid
is de brekingshoek klein.
Brandpunt
Bolle lenzen





Bolle lenzen vergroten het beeld.
Brandpuntsafstand (f) = afstand tussen midden van de lens en het brandpunt
(F).
Voorwerp (V) op voorwerpsafstand (v)
Beeld (B) op beeldafstand (b)
Vergrotingsfactor (N)
berekenen = b/v
Holle lenzen



Bij een holle lens verkleint het beeld.
Er is geen echt brandpunt, dit ligt voor de lens.
De lichtstralen buigen van elkaar af.

http://www.bioplek.org/animaties/oog/accomodatie_bijziend_verziend.html
Lichtbreking door een prisma



Wit licht bestaat uit alle kleuren bij elkaar.
Omdat kleuren een andere golflengte hebben breken deze
anders en worden de kleuren van elkaar gescheiden.
Bij een prisma wordt licht op twee vlakken gebroken en
ontstaat een regenboog aan kleuren.
Regenboog

Een regenboog ontstaat als het zonlicht breekt door het water van
regendruppels.

Het zien van de regenboog is afhankelijk van de plek van de zon en van jou.
Het ontstaan van geluid





Geluid is een trilling.
Een geluidsbron beweegt waardoor de lucht er omheen in beweging wordt gezet.
De lucht trilt en als de trillende lucht je oor bereikt kun je een geluid waarnemen.
De lucht geeft de trilling door, dit noemen we medium (tussenstof). Dit zou ook
water kunnen zijn. Zonder tussenstof kunnen trillingen zich niet voortbewegen.
Geluidsbronnen zijn trillende voorwerpen: stembanden, instrumenten, luidsprekers
Geluid in golven




De trillingen van een geluid worden aangegeven als golven.
De trillingen kunnen door een microfoon worden omgezet in een elektrisch
signaal.
De oscilloscoop gebruikt dit signaal om het geluid weer te geven in een
diagram.
Dan is er een golfbeweging te zien
Toonhoogte

De hoogte van een toon is afhankelijk van het aantal trillingen per seconde.
Meer trillingen  hogere toon
Frequentie = aantal trillingen per seconde in Hertz (Hz)

70 Hz betekend, deze geluidsbron geeft 70 trillingen per seconde af.

Bij instrumenten wordt de toonhoogte geregeld door de lengte van het
trilmedium (snaar, luchtkolom, stembanden)
Niet elke toonhoogte kunnen wij horen. Dit is soort afhankelijk en heeft te
maken met het vermogen van de oren.
Mensen kunnen ongeveer tussen de 20 en 20.000 Hz horen.




Geluidssnelheid



De geluidssnelheid is de snelheid van de trillingen.
Geluid kan zich verplaatsen door een tussenstof (medium) en de snelheid is
afhankelijk van het medium.
In lucht kan geluid zich sneller verplaatsen dan in vloeistof.
Geluidssterkte




De sterkte van een geluid wordt weergegeven door de amplitude(uitslag) van
de geluidsgolf.
Harder geluid  grotere amplitude.
De geluidssterkte wordt gemeten in decibel (dB)
Tot 80 dB is onschadelijk, hoger noemen we geluidshinder.
dB
Geluidssterkte
10
Beleving
Voorbeeld
Net hoorbaar
Vallend blaadje
20
Net hoorbaar
Fluisteren op 1,5 m afstand
30
Erg stil
Stille slaapkamer
40
Stil
Zacht geroezemoes in de klas
50
Rustig
Het geluid in het bos
60
Vervelend
Centrifuge
70
Storend
Loeiende stofzuiger in je kamer
75
Erg storend
Druk café
80
Hinderlijk
Fluitketel
85
Erg hinderlijk
Rookmelder
90
Schadelijk
Van dichtbij in oor schreeuwen
100
Schadelijk
iPod voluit spelend
120
140
Sirene
Pijngrens
Gehoorbeschadiging


De gehoorcellen in je oor kunnen beschadigd worden door ze bloot te stellen
aan te hard geluid of te lang aan geluid.
Om gehoorbeschadiging tegen te gaan worden gehoorbeschermers gebruikt.
Soorten krachten







Zwaartekracht: de aantrekkingskracht van de aarde op een object
Wrijvingskracht: een weerstandskracht door twee objecten tegen elkaar aan
Veerkracht: de kracht dat het object in zijn oorspronkelijke vorm terugkeert
naar indrukken of uittrekken
Magnetische kracht: aantrekken of afstoten door statische elektriciteit
Elektrische kracht: de kracht van geladen deeltjes
Trekkracht en duwkracht: een kracht die het object een bepaalde richting op
stuurt
Opwaartse kracht: drijfkracht van objecten met een kleine dichtheid ten
opzicht van vloeistoffen
Voorbeeld
1 Zwaartekracht
2 Gewicht
3 Luchtweerstand
4 Elektrische kracht
5 Wrijvingskracht
Alle krachten samen zorgen voor beweging. Afhankelijke van de grootte van de
kracht is de beweging naar voren of naar achter.
Bij stilstand is de som van alle krachten nul.
Krachten tekenen






Kracht (F)
Zwaartekracht (Fz)
Wrijvingskracht (Fw)
De grootte van de kracht wordt
weergegeven door de grootte van
de pijl
De richting van de kracht is te zien
aan de richting van de pijl
Het aangrijpingspunt van de kracht
is waar de kracht vandaan komt.
Resulterende krachten





Resulterende kracht = alle krachten bij elkaar
Stilstaand = resulterende kracht is 0
Versnellen = voorwaartse kracht is groter
Vertragen = achterwaartse kracht is groter
Constante snelheid = resulterende kracht is 0
Resulterende kracht weergegeven



De resulterende kracht van een voorwerp is te zien in de snelheid (v) of
beweging
Snelheid is de afstand(s) ten opzichte van de tijd
Snelheid in
diagram
Afstand (s) in diagram
Druk
De kracht die een object heeft ten opzichte van een ander object
 Kracht wordt aangegeven in Newton (N)
 Druk wordt aangegeven in Kracht per oppervlakte
 Druk = Kracht / oppervlakte
 Bijvoorbeeld
1 tegel van 10 x 10 cm (100cm³) drukt met een kracht van 50 N op een tafel. Wat
is de druk?

Druk = 50 N / 100 cm³ = 0,5 N/cm³
Krachten op vloeistoffen




De opwaartse kracht en de zwaartekracht hebben invloed op een object in
een vloeistof
Zinken: zwaartekracht > opwaartse kracht
Zweven: zwaartekracht = opwaartse kracht
Drijven: zwaartekracht <
Opwaartse kracht
Opwaartse kracht is afhankelijk van de dichtheid van het
voorwerp en de dichtheid van de vloeistof.
Beïnvloeden van krachten
Hoe kleiner de kracht, hoe groter de afstand
Hefboom

Bijvoorbeeld een krik, tang, hamer,
breekijzer, steekwagen en
steek/ringsleutel
Katrol/takel
Bijvoorbeeld bij zeilen en om op te takelen
Krachten worden verdeelt over meerdere
touwen
Krachten overbrengen





De ene kracht kun je omzetten in een kracht in een andere beweging
Bij hefbomen en katrollen
Ook bij tandwielen wordt kracht overgedragen.
Indirect verbonden tandwielen draaien in dezelfde richting (draairichting).
Direct verbonden tandwielen draaien en tegenovergestelde richting
Stevigheid en stabiliteit




Bij het ontwerpen van producten worden verschillende technieken gebruikt
om de stevigheid en stabiliteit te bevorderen.
Profiel, patroon van een object: bijvoorbeeld in auto banden waarbij
wrijvingskracht wordt vergroot
Verband, patroon is opbouw: bijvoorbeeld een patroon in stenen waarbij de
druk wordt verdeeld
Driehoekconstructie: het gewicht wordt verdeeld over een brede basis, soms
door bogen. Bijvoorbeeld in bruggen.
Verbindingen

Verbindingen tussen stoffen of in producten zijn afhankelijk van de functie van
het object.

Permanente verbindingen: bijvoorbeeld lassen, lijmen, schroeven
Beweegbare verbindingen: scharnier
Los-vast-verbindingen: ritssluiting, klittenband


Elektriciteit in huis




Apparaten in huis gebruiken energie; waterkoker,
(af)wasmachine, koffiemachine, televisie enz.
Plasma-tv 235 watt. Dit betekend dat de tv 235 watt
per uur gebruikt.
In de meterkast staat een kWh-meter. Deze meet de
hoeveelheid Watt die in het huis gebruikt wordt.
Alle apparaten zijn aangesloten op de bedrading in
huis, de bedrading en aansluitingen worden ook wel
huisinstallatie genoemd.
Vermogen


Vermogen is wat een apparaat gebruikt per uur
Energieverbruik (E el) = vermogen (P) x tijd (t)
Energierekening berekenen

In één dag heb je
2 uur tv(235W) gekeken,
 0,5 uur stofgezogen(1000W),
 1 uur wasmachine(500 W),
 3,5 uur lampen (totaal 60 W)
 2 uur vaatwasser (2500W)
 24 uur CV-ketel (24kW)
Wat heb je verbruikt op 1 dag?

De energieprijs is 23 cent per kWh. Wat is de energierekening?
Energierekening berekenen

In één week heb je
2 uur tv(235W) gekeken,
 0,5 uur stofgezogen(1000W),
 1 uur wasmachine(500 W),
 3,5 uur lampen (totaal 60 W)
 2 uur vaatwasser (2500W)
 6 uur CV-ketel (24kW)
Wat heb je verbruikt op 1 dag?

470 Wh = 0,47 kWh
500 Wh = 0,5 kWh
500 Wh = 0,5 kWh
210 Wh = 0,21 kWh
5000Wh = 5 kWh
144 kWh
150,68 kWh
De energieprijs is 23 cent per kWh. Wat is de energierekening in deze week?
150,68 x 0,23 = €34,66
Veiligheid in elektriciteit



Aardlekschakelaar: apparaat dat de energie aan het begin en het eind van de
stroomkring meet.
Dit moet gelijk zijn, anders ‘lekt’ er energie en kan er kortsluiting ontstaan.
Als de aardlekschakelaar een verschil meet, schakelt het direct de stroomtoevoer uit.
Randaarde: Een apparaat/stopcontact met een extra
contact punt met de aarde. Bij het lekken van
stroom kan de energie via de randaarde lopen en
niet via een persoon.
Zekeringen: Voorkomt een te grote stroom aan- of
afvoer waardoor draden niet kunnen smelten.
Regelsystemen

Veel systemen in ons huis regelen zelf het energieverbruik, bijvoorbeeld de
thermostaat, cv-ketel, alarmsysteem.
Invoer
Sensor meet
Verwerking
Uitvoer
Signaal van sensor wordt
verwerkt
Op basis van signaal gaat
apparaat aan of uit.
Terugkoppeling (feedback)
Als het behaalde resultaat
goed is gaat het apparaat
weer uit.
Zonnestelsel








Ster; geven licht door hitte
Zon; grootste ster
Aarde; planeet
Maan; ronddraaiende planeet om een planeet
Planeten; weerkaatsen licht
Sterrenstelsel; groep sterren en planeten
Zonnestelsel; groep sterren en planeten die samen om één zon draaien
Melkweg; vele zonnestelsel bij elkaar
Ons zonnestelsel
Ons zonnestelsel

Alle planeten draaien in banen rond de zon
Onze maan op aarde



De maan weerkaatst het licht van de zon
In 28 dagen rond de
aarde
Maansverduistering:
aarde staat tussen
zon en maan
Zwaartekracht





De aarde heeft aantrekkingskracht op het oppervlak waardoor wij op aarde blijven
staan.
Ook de maan heeft door zijn ronddraaiende kracht aantrekkingskracht welke wij op
aarde waarnemen. De aantrekkingskracht zien wij terug in eb en vloed.
http://www.schooltv.nl/video/hoe-ontstaan-eb-en-vloed-dankzij-de-zwaartekrachtvan-de-maan/
De aarde draait
in 24 uur om as
De aarde draait
in 365 dagen om de
zon
Ritme


Het dag- en nachtritme van de aarde wordt veroorzaakt door draaiing van de
aarde om zijn eigen as (24 uur).
Seizoenen ontstaan door de draaiing van de aarde om de zon. Omdat de
draaiings-as van de aarde afwijkt.
Zonsverduistering

De maan zit tussen de aarde en zon
Andere natuurverschijnselen



Temperatuur; afhankelijk van de zon en de opwarming van de aarde  meten
met een thermometer
Luchtdruk; hoeveelheid lucht boven de aarde  meten met een barometer
Windsnelheid; ontstaat door verplaatsing van lucht  meten met een
windmeter



De windrichting kan verschillen  meten met een windvaan
Neerslag; in regen, mist, sneeuw, hagel, ijzel  meten met een regenmeter
Bliksem; ontstaat door elektrostatische energie tussen wolken welke ontladen