Handleiding Leskist De magneten van Professor Pooltjes

Handleiding Leskist
De magneten van
Professor Pooltjes
Groep 4, 5, 6
MILIEU EDUCATIE CENTRUM GEMEENTE RENKUM
COLOFON
Juli 2010
Milieu Educatie Centrum
Gemeente Renkum
Postbus 9100
6860 HA Oosterbeek
Ontwikkeld door:
Jolanda Zeilmaker
Voorlichtingsburo Groen & Zo
Amersfoort
In opdracht van Natuurcentrum Arnhem.
September 2009
Het lesmateriaal mag vrij gekopieerd worden voor gebruik op school binnen het werkgebied van
Natuurcentrum Arnhem en het MEC te Renkum.
Voor gebruik buiten dit werkgebied, door andere organisaties of voor andere doeleinden is
toestemming nodig van Natuurcentrum Arnhem.
© Natuurcentrum Arnhem
Ruitenberglaan 4
6826 CC Arnhem
026-3775464
1
INHOUDSOPGAVE
pagina
1
IN HET KORT............................................................................................................................. 3
2
INHOUD VAN DE LESKIST......................................................................................................... 6
3
HET PROBLEEM VAN PROFESSOR POOLTJES........................................................................... 7
4
WERKEN MET DE LESKIST ........................................................................................................ 8
STAP 1 INTRODUCTIE VAN HET ONDERWERP ...................................................................................... 8
STAP 2 ONDERZOEKEN VAN MAGNEETEIGENSCHAPPEN ........................................................................ 9
STAP 3 TUSSENTIJDSE RESULTAATBESPREKING .................................................................................. 11
STAP 4
WERKEN VAN HET GELEERDE ............................................................................................... 12
STAP 5 PRESENTATIE EN EVALUATIE ............................................................................................... 14
5
DIDACTISCHE VERANTWOORDING........................................................................................ 15
6
ACHTERGRONDINFORMATIE VOOR DE LEERKRACHT ........................................................... 17
TOELICHTING OP DE MATERIALEN UIT DE KIST...................................................................... 19
7
BRONNEN............................................................................................................................... 21
8
HERKOMST MATERIAAL......................................................................................................... 21
ONTDEKBLAD ................................................................................................................................ 22
ONDERZOEKSBLAD........................................................................................................................ 23
ONZE UITVINDINGEN .................................................................................................................... 24
2
1
IN HET KORT
Deze handleiding hoort bij de leskist De magneten van Professor Pooltjes voor groep 4, 5, 6 van
het basisonderwijs. Aan de hand van een doosje met materialen en het onderzoeksschrift van
Professor Pooltjes ontdekken de leerlingen eigenschappen van magneten. De opgedane kennis
wordt ingezet bij het bedenken van speelgoed of spellen die werken met magneten.
Doel
Door te werken met deze leskist kunnen de leerlingen:
• zelf onderzoeksvragen formuleren en uitvoeren met betrekking tot magneten;
• een aantal eigenschappen van magneten benoemen;
• naar aanleiding van het geleerde zelf toepassingen maken met magneten;
• de resultaten vastleggen en presenteren aan anderen.
Doelgroep
Groep 4, 5, 6 van het basisonderwijs.
Tijdsplanning
Het werken met de leskist duurt ongeveer drie uur.
Op de volgende pagina staat een lesopzet in 5 stappen beschreven. De les is op meer manieren
in te vullen. Op pagina 6, onder ‘planning’, staan meer mogelijkheden.
Voorbereiding
• Lees de handleiding door.
• Maak een tijdsplanning voor uzelf (zie pagina 6).
• Probeer het startexperiment uit.
• Zet de materialen klaar.
Zelf zorgen voor
• Computer met internetaansluiting (voor filmpje)
• Per kind schaar, potlood, gum, liniaal
• Per kind een kopie van het ontdekblad (voor stap 2)
• Per kind een kopie van het onderzoeksblad (voor stap 4)
• Verbruiksmaterialen zoals papier, karton, verf, touw, lijm, satéprikkers e.d. (voor stap 4)
• Eventueel lego of K’nex
• Per groepje een kopie van het uitvindingenblad ( voor stap 5)
3
Uitleg startexperiment
De pen kan op twee manieren “zweven”.
1. Zet de pen op de punt precies onder de magneet. De pen blijft dan los van de bovenzijde,
maar is wel instabiel.
2. Hang de pen met de bovenzijde aan de magneet. De pen hangt nu zo stabiel dat je er zelfs
tegenaan kunt tikken.
Laat bij de start zien dat de pen zonder de houten constructie niet blijft staan.
Opzet leskist
Het probleem van Professor Pooltjes (pagina 9) is de rode draad. Door het verhaal worden de
leerlingen uitgedaagd om met het materiaal aan de slag te gaan. Zij gaan voor de onderzoeker
aan het werk. De leerlingen worden geholpen met vragen en informatie uit het schrift.
Materiaal
Op pagina 7 en 8 staat het materiaal dat in de kist aanwezig is. U dient zelf te zorgen voor:
• Computer met internetaansluiting (voor filmpje)
• Per kind schaar, potlood, gum, liniaal
• Verbruiksmaterialen zoals papier, karton, verf, touw, lijm, satéprikkers e.d. (voor stap 4)
• Eventueel lego of K’nex
Werken met magneten
Als u gaat werken met magneten moet u de volgende waarschuwingen in acht nemen:
• Magneten verliezen hun magnetische werking door schokken, stoten, vallen of verhitting
• Magneten kunnen de werking verstoren van bankpassen en elektronische
informatiedragers
• Kindervingers kunnen bekneld raken tussen sterke magneten
• Berg de magneten altijd op met de ongelijke polen naar elkaar toe. Dan gaan ze langer mee.
De 5 stappen binnen de verhaallijn
Stap 1
Introductie van het onderwerp
De leerkracht introduceert het onderwerp aan
de hand van de koffer van Professor Pooltjes.
Het probleem wordt uitgelegd en het
experiment wordt gedemonstreerd. Ook het
onderzoeksschrift en de doosjes met
materialen van Professor Pooltjes worden
geïntroduceerd.
4
Stap 2
Onderzoeken van magneeteigenschappen
De leerlingen gaan aan de slag met de materialen die ze per hun tafelgroepje hebben gekregen.
De leerlingen gaan de magneeteigenschappen ontdekken. Afhankelijk van het niveau van de
leerlingen gebruiken zij al of niet hierbij de onderzoekshulp uit het onderzoeksschrift van
Professor Pooltjes.
Stap 3
Tussentijdse resultaatbespreking
De resultaten van het eerste onderzoek worden besproken. Wat hebben de leerlingen ontdekt?
Welke conclusies trekken de leerlingen? De leerlingen benoemen de gevonden eigenschappen
van magneten.
Stap 4
Toepassen van het geleerde
De leerlingen gaan kijken waar ze het materiaal in kunnen toepassen. Hierbij maken ze gebruik
van de ontdekte eigenschappen bij stap 2. Ze stellen hun eigen onderzoek op. De leerkracht
helpt de leerlingen bij het bedenken van onderzoeksvragen.
Eventueel met behulp van de vragen of aantekeningen uit het schrift van Professor Pooltjes
gaan ze speelgoed of spellen uitvinden die werken met behulp van magneten. Ze maken eerst
een plan. Dit plan wordt uitgevoerd en vastgelegd op een eigen onderzoeksblad.
Stap 5
Presentatie
De leerlingen presenteren hun uitvindingen aan elkaar en leggen het vast op hun
onderzoeksblad.
Planning
Bovenstaande 5 stappen kunnen verdeeld worden over 2 of 3 lesmomenten. Bijvoorbeeld:
Les 1: stap 1, 2, 3
of
Les 1: stap 1 - 4
Les 2: stap 4
Les 2: stap 5
Les 3: stap 5
U kunt de leerlingen klassikaal met het onderwerp aan het werk zetten. U kunt er ook voor
kiezen om stap 2 en / of stap 4 te integreren in het moment van het zelfstandig werken van de
leerlingen.
5
2
INHOUD VAN DE LESKIST
Koffer
Handleiding
Onderzoeksschrift (A5)
Penstandaard, houten pen met naam Professor
Bril, rode katoenen tas, potlood, liniaal, rood-wit schaartje
Doosje met wit deksel: Ontdekset van P. Pooltjes
cent, kurk, lepel, naald, 6 grote paperclips, luciferdoosje met 50 paperclips, touw, stokje,
sleutel, 2 soorten schroeven, 3 soorten kettinkjes, schroevendraaier, wasknijper, waxinelichtje
zonder lont, zakje spijkers.
Doosje met rood deksel: Werkmagneten van P. Pooltjes
3 ringmagneten groot, 3 vierkante magneten, 3 rechthoekige magneten, 2 staafmagneten
(blauw-rood), hoefijzermagneet
Leskist
Onderzoeksschrift, gelamineerd A4 (voor leerlingen om te bekijken)
Ontdekblad, onderzoeksblad en uitvindingenblad, gelamineerd A4 (om te kopiëren)
8 x ‘Mijn magnetenkaart’, gelamineerd A4 (voor leerlingen bij stap 2)
Doosje 1a-1h: Ontdekset (witte deksel, 8 stuks)
Cent, kurk, theelepel, naald
6 Grote paperclips
Luciferdoosje met 50 paperclips
Touw, stokje, sleutel
2 Soorten schroeven
Doosje 2a -2h: Magneten (rode deksel, 8 stuks)
1 Hoefijzermagneet
2 Kantoormagneten
2 Staafmagneten (rood-blauw)
4 Schijfmagneten klein
4 Schijfmagneten groot
Doosje 3: speciale magneten (rode deksel)
4 Paar Ticonal staafmagneten (rood-wit)
10 Supermagneten (neodym)
Doosje 4: extra ontdekmateriaal (grijze deksel)
8 doosjes met ijzervijlsel
8 kompassen
6
3 Soorten kettinkjes
Schroevendraaier
Wasknijper
Waxinelichtje zonder lont
Zakje spijkers
4 Ringmagneten klein
4 Ringmagneten groot
4 Vierkante magneten
4 Rechthoekige magneten
3
HET PROBLEEM VAN PROFESSOR POOLTJES
Professor Pooltjes bezoekt de leerkracht
U (de leerkracht) en de professor zijn al jarenlang bevriend. U heeft zelfs met de professor in de
klas gezeten op de basisschool. Toen was hij al aan het experimenteren met van alles. Nu is hij
onderzoeker van magneten.
Laatst belde hij op dat hij een geweldige uitvinding had gedaan en allemaal leuke ideeën had.
Hij deed er heel geheimzinnig over. Hoewel hij op het punt stond naar het buitenland te
vertrekken, wilde hij nog wel graag langskomen om zijn experiment aan zijn vriend te laten
zien.
De professor heeft zijn nieuwste experiment laten zien! Hij kon zijn pen laten zweven!
Enthousiast vertelde hij over zijn onderzoek en zijn briljante idee om magneten in spellen en
speelgoed te verwerken. U was helemaal onder de indruk en werd razend nieuwsgierig.
Een uurtje na zijn vertrek, belde hij in paniek op. Hij stond op het vliegveld en kwam er achter
dat hij z’n koffer met onderzoeksspullen was vergeten! Aangezien hij dringend naar het
buitenland moest en zijn vliegtuig niet mocht missen, vroeg hij zich af of de kinderen verder
zouden willen met het onderzoek. Dat vond u een goed idee.
De grote vraag is nu: Wat zit er in dan allemaal in zijn koffer?
7
4
WERKEN MET DE LESKIST
Stap 1 Introductie van het onderwerp
Het verhaal
U vertelt de klas in eigen woorden over het bezoek en het ontstane probleem van uw vriend
Professor Pooltjes. Hiervoor gebruikt u de beschrijving in hoofdstuk 3.
De koffer
U bekijkt samen met de kinderen de inhoud van de koffer van de professor: zijn bril,
schrijfmateriaal, onderzoeksmateriaal, magneten, zijn onderzoeksschrift, een sleutel en het
experiment.
U laat het experiment zien.
Het experiment
Zo kwam de professor op het idee:
Hij zat in zijn laboratorium te mijmeren wat hij voor uitvindingen kon
bedenken. Intussen zat hij te spelen met zijn pen. “Hé, zou ik mijn pen
kunnen laten zweven?” dacht hij opeens.
Hij ging aan de slag. In zijn rommelbakje op zijn bureau vond hij allerlei
pennen die hij kon gebruiken. Daarna pakte hij een paar magneten en ging
aan het uitproberen.
Toen hij een goed idee had, schreef hij het in zijn schrift. Hij zette het
experiment in elkaar. Hiervoor gebruikte hij zijn lievelingspen: de houten
pen met zijn naam erop. De professor wil niet alles verklappen. Maar kijk
wat hij heeft gemaakt: de pen zweeft!
Zet de houder neer met de witte zijde onder en de rode zijde boven. Nu zit
het magneetje onzichtbaar in het bovenvlak. Als u de pen neerzet, met de
punt naar beneden, dan “zweeft” de pen. U kunt zich ook eerst vergissen en de pen op de kop
neerzetten, zodat deze valt.
Aan de slag
Gelukkig zat ook d sleutel van het laboratorium in de koffer. Hierdoor kon u in het laboratorium
een kistje met materiaal halen zodat de kinderen aan de slag kunnen.
8
Stap 2 Onderzoeken van magneeteigenschappen
Ontdekken
De leerlingen kunnen nu als ‘jonge onderzoekers’ het onderzoek voortzetten. Eerst gaan ze zelf
ontdekken wat de eigenschappen van magneten zijn. In het onderzoeksschrift van Professor
Pooltjes staan ontdekkingen, wetenswaardigheden en onderzoekshulpen.
Verdeel de klas in maximaal 8 groepen. Elke groep krijgt:
• Ontdekset (doosje 1, witte deksel)
• Magneten (doosje 2, rode deksel)
• Doosje met ijzervijlsel en een kompas (uitdelen uit doosje 4)
• Mijn magnetenkaart
Bij deze opdracht zorgt u zelf voor (per leerling)
• Schaar
• Potlood
• Gum
• Liniaal
• Kopie ontdekblad
Let op: eerst sorteren, dan uitproberen! Laat de leerlingen eerst de materialen sorteren in
twee groepen. Eén groep met materialen waarvan ze denken dat ze door de magneet worden
aangetrokken en één groep met materialen waarvan ze denken dat ze niet door de magneet
worden aangetrokken. Laat ze het daarna pas met de magneet uitproberen.
Begeleiding
De leerlingen gaan onderzoeken. Alles wat ze ontdekken, noteren ze op het ontdekblad.
“Zelf ontdekken” is een vaardigheid die sommige leerlingen zich nog eigen moeten maken. De
onderzoekshulpen uit het onderzoeksschrift kunnen hierbij helpen.
Het verschilt per groep hoeveel sturing en begeleiding er nodig is. Er zijn 3 opties:
1 U laat het de leerlingen (in eerste instantie) helemaal zelf uitzoeken.
2 U laat de groepjes die dat nodig hebben de onderzoekshulpen uit het onderzoeksschrift
bekijken.
3 U gebruikt de onderzoeksvragen hieronder en stelt deze aan de groepjes die dat nodig
hebben.
9
Onderzoeksvragen stap 2
• Wat doen de magneten met elkaar?
• Wat doen de magneten met andere voorwerpen?
• Welke voorwerpen trekt de magneet aan?
• Welke metalen worden (niet) door de magneet aangetrokken?
• Wat is het verschil tussen de magneten?
• Welke magneet is het sterkst?
• Hoeveel paperclips blijven er aan de magneet hangen?
• Is de magneet overal even sterk?
• Werkt de magneet ook door meer lagen heen?
• Werkt de magneet ook door verschillende materialen heen?
• Werkt de magneet ook door water heen?
• Op hoeveel centimeter afstand werkt de magneet?
Verdieping
In de kist zit nog een doosje met speciale magneten (doosje 4). Dit zijn erg sterke magneten. De
groepen die wat sneller klaar zijn, kunnen ook met deze magneten nog wat experimenteren.
Laat de kinderen wel opletten dat hun vingers er niet tussen bekneld raken.
Verdiepingsvragen (meer uitleg hierover vind u op pagina 15 en 16):
• Wat gebeurt er met een staafmagneet als je deze vrij laat draaien?
TIP: wikkel een elastiekje precies om het midden van de magneet. Doe een dun, soepel
touwtje door een lusje en laat de magneet draaien.
(De rode kant van de magneet zoekt het magnetische noorden van de aardbol en wijst
daardoor altijd dezelfde richting aan.)
• Hoe kun je een magnetisch veld zichtbaar maken?
(Met ijzervijlsel.)
• Wat gebeurt er met ijzervijlsel als je de magneet erbij houdt?
(De deeltjes worden magnetisch en er ontstaat een patroon door de aantrekkingskracht van
de magneet.)
• Hoe kun je een ander voorwerp magnetisch maken?
(Door ca. 50x steeds in dezelfde richting langs de magneet wrijven.)
• Wat gebeurt er als je die tijdelijke magneet op de grond laat vallen?
(Dan raakt hij zijn magnetische werking weer kwijt)
10
Stap 3 Tussentijdse resultaatbespreking
Magneeteigenschappen
Aan de hand van de materialen ontdekken de leerlingen de volgende magneeteigenschappen:
1 Een magneet heeft 2 polen, (de noordpool en zuidpool). Gelijke
Onderzoekshulp 1
polen stoten elkaar af, verschillende polen trekken elkaar aan.
2 Een magneet werkt door (andere) stoffen heen
Onderzoekshulp 2
3 Een magneet werkt op afstand
Onderzoekshulp 3
4 Niet elke magneet is even sterk
Onderzoekshulp 4
5 Een paar soorten metaal (ijzer en nikkel) worden door de magneet
Onderzoekshulp 5
aangetrokken
6 Aan de polen is de magneet het sterkst
Onderzoekshulp 6
U bespreekt met de klas welke magneeteigenschappen de leerlingen ontdekt hebben. Let
daarbij op hoe de leerlingen de bevindingen interpreteren. Klopt de conclusie die ze trekken?
Vragen die u kunt stellen:
• Wat doen de magneten als je ze tegen elkaar houdt (met dezelfde kanten, met
verschillende kanten)?
• Werkt de magneet ook door meer lagen van hetzelfde materiaal heen?
• Werkt de magneet ook door verschillende stoffen heen?
• Werkt de magneet ook door water (indien uitgeprobeerd)?
• Werkt de magneet ook op afstand?
• Zijn alle magneten even sterk? Welke magneet is het sterkst?
• Wat wordt wel en wat wordt niet door de magneet aangetrokken?
• Kun je deze materialen indelen in groepen?
• Waarvan dacht je dat het wel zou worden aangetrokken en bleek dat niet zo te zijn? (en
andersom)
• Waar is de magneet het sterkst?
U controleert de ontdekbladen. Wat hebben ze geleerd? Hoe hebben ze dat opgeschreven?
11
Stap 4 Toepassen van het geleerde
Bespreken
Bespreek de ervaringen uit de vorige stap. Weten de kinderen nog welke eigenschappen
magneten hebben? En wat hadden ze nog meer ontdekt?
Onderzoek
De professor heeft gevraagd of het onderzoek door kan gaan. Hij wilde magneten gebruiken in
speelgoed en spellen. Kunnen de leerlingen zelf ook spellen of speelgoed bedenken die werken
met magneten?
Begeleiding
Verdeel de klas in maximaal 8 groepen.
Het verschilt per groep hoeveel sturing en begeleiding er nodig is. Er zijn 2 opties:
1 De leerlingen hebben zelf inspiratie. Ze verzinnen zelf een idee, maken een plan en leggen
dat aan u voor. Na goedkeuring voeren ze hun plan uit.
2 De leerlingen hebben zelf geen inspiratie. U kunt hulp bieden door ze de ideeën uit het
onderzoeksschrift te laten bekijken of door onderstaande inspiratievragen aan de groep te
stellen.
Inspiratievragen stap 4
• Hoeveel paperclips blijven er aan de magneet hangen?
• Welke voorwerpen zullen door de magneet worden aangetrokken?
• Op hoeveel centimeter afstand werkt de magneet?
• Hoe kun je een wedstrijdje doen met autootjes en magneten?
• Hoe kun je een spel maken waarbij je allerlei voorwerpen op moet vissen?
• Hoe kun je dingen laten bewegen zonder dat je ze aanraakt?
• Hoe kun je voorwerpen laten dansen?
• Welke goocheltrucs kun je met magneten doen?
Ideeën uit het onderzoeksschrift van de professor
• Idee 2: racebaan
• Idee 3: hijskraan
• Idee 4: voetbalwedstrijd / hockeywedstrijd / roeiwedstrijd
• Idee 5: hengelspel
• Idee 6: metaaldetector
• Idee 7: bewegen zonder aanraken
• Idee 8: zwevende vlieger of vlinder
• Idee 9: dansende figuren
• Idee 10: goocheltrucs
12
Onderzoeksblad
Elke leerling krijgt een kopie van het onderzoeksblad. Hier schrijven ze hun ideeën op. Per
onderzoek worden de volgende onderdelen opgeschreven:
• Naam
• Datum
• Wat heb je bedacht?
• Welke materialen heb je gebruikt?
• Het werkt wel / niet?
• Welke naam geef je de uitvinding?
Materiaal
U kunt de materialen uit de kist gebruiken. Deze materialen moeten echter bij het
terugbrengen van de leskist weer compleet ingeleverd worden.
U kunt er ook voor kiezen om voor uw klas magneten aan te schaffen. Achter in deze
handleiding vindt u een aantal adressen waar u magneten kunt bestellen.
U zorgt zelf voor verbruiksmaterialen zoals:
• Papier
• Karton
• Verf
• Touw
• Lijm
• Satéprikkers
Ook legostenen, K’nex, of technocard (zie www.opitec.nl) zijn goed te gebruiken.
13
Stap 5 Presentatie en evaluatie
Onderzoeksbladen
U controleert de onderzoeksbladen en uitvindingen. Wat hebben ze uitgevonden? Hoe hebben
ze dat genoteerd?
Presentatie
De leerlingen presenteren hun uitvindingen. Dit kan per groep of per leerling. Laat ze gebruik
maken van het onderzoeksblad en dezelfde opbouw gebruiken voor hun presentatie:
• Wat hebben ze bedacht?
• Welke materialen hebben ze gebruikt?
• Hoe werkt het?
• Wat is de naam van de uitvinding?
Na de presentatie in de klas, kunnen de uitvindingen op een demonstratietafel gezet worden.
Ook kan er gepresenteerd worden aan andere klassen of aan de ouders.
Terugkoppeling naar Professor Pooltjes
De leerlingen hebben de professor enorm geholpen! Welke ideeën kan de professor gebruiken?
Maak per groepje een blad voor de professor waar hij de ideeën uit kan halen. Maak voor elke
groep een kopie van het uitvindingenblad. U kunt de verzamelde uitvindingen in de koffer
stoppen bij het terugbrengen van de leskist.
14
5
DIDACTISCHE VERANTWOORDING
Kerndoelen
Nederlands
2 De leerlingen leren zich naar vorm en inhoud uit te drukken bij het geven en vragen van
informatie, het uitbrengen van verslag en het geven van uitleg.
8 De leerlingen leren informatie ordenen bij het schrijven van een verslag of een werkstuk.
Zij besteden daarbij aandacht aan zinsbouw, correcte spelling, een leesbaar handschrift,
eventueel beeldende elementen en kleur.
12 De leerlingen verwerven een adequate woordenschat en strategieën voor het begrijpen
van voor hen onbekende woorden.
Oriëntatie op jezelf en de wereld
42 De leerlingen leren onderzoek doen aan materialen en natuurkundige verschijnselen, zoals
licht, geluid, elektriciteit, kracht, magnetisme en temperatuur.
44 De leerlingen leren bij producten uit hun eigen omgeving relaties te leggen tussen de
werking, de vorm en het materiaalgebruik.
45 De leerlingen leren oplossingen voor technische problemen te ontwerpen, deze uit te
voeren en te evalueren.
Ontwikkelingsgebied
Waarnemen en onderzoeken
De nadruk ligt op het aanleren van onderzoeks- en waarnemingsvaardigheden die gebaseerd
zijn op de gangbare natuurwetenschappelijke denk- en werkwijze. Daarnaast is dit
ontwikkelingsgebied ook pedagogisch belangrijk, omdat leerlingen zo vertrouwen krijgen in hun
eigen waarnemingen en conclusies en daarmee minder afhankelijk worden van de oordelen van
anderen.
Doel
Door te werken met deze leskist kunnen de leerlingen:
• zelf onderzoeksvragen formuleren en uitvoeren met betrekking tot magneten;
• een aantal eigenschappen van magneten benoemen;
• naar aanleiding van het geleerde zelf toepassingen maken met magneten;
• de resultaten vastleggen en presenteren aan anderen.
15
Aansluiting lesmethodes
Een Grote Reis
Leefwereld 1e editie
Leefwereld 1e editie
Leefwereld 2e editie
Naut
Topondernemers
Wijzer door de Natuur
Groep 4
Groep 4
Groep 5
Groep 5
Groep 5
Groep 5/6
Groep 6
H. 6
H. 10
H. 14
H. 7
H. 4
H. 7
H. 7
16
Techniek 1 Beweging
Toverkracht
Aantrekken en afstoten
Aantrekken en afstoten
Wat is techniek?
Vlinders in je buik / aantrekken en afstoten
Project 1: Werken met magneten
6
ACHTERGRONDINFORMATIE VOOR DE LEERKRACHT
Magnetiet
Er bestaat gesteente dat van nature magnetisch is. Griekse filosofen ontdekten al 800 jaar voor
Christus dat brokjes van deze steen elkaar aantrekken of afstoten. Dit gesteente heet
magnetiet en bevat ijzer. Dit natuurkundige verschijnsel wordt magnetisme genoemd.
Magnetiet is, evenals magnesium, genoemd naar de vindplaats Magnesia, een gebied in
Thessalië in het oude Griekenland.
Magnetisch metaal
In een gewoon stukje ijzer zitten ontelbare kleine beweegbare magnetische gebiedjes. Normaal
gesproken zitten deze minimagneetjes kriskras door elkaar waardoor ze elkaars werking
opheffen. Als de magnetische gebieden allemaal dezelfde kant opwijzen, wordt het ijzer
magnetisch. Het uiteinde van de magneet die naar het noorden wijst, wordt de noordpool van
het ijzer genoemd, het andere uiteinde de zuidpool.
Als je met een hamer op een magneet zou slaan, is de kans groot dat de magneet zijn
magnetische werking verliest. De inwendige oriëntatie van de magnetische gebieden raakt
verstoord en de magnetische gebieden heffen elkaars werking op.
Je kunt bepaalde metalen magnetisch maken door er met een
magneet meermalen in dezelfde richting langs te strijken. In
een gewone spijker liggen alle magnetische gebieden door
elkaar. De magneet die langs een spijker strijkt, zorgt ervoor
dat de gebieden zich in een richting gaan voegen.
Een magneet trekt alleen de ferromagnetische metalen (ijzer,
nikkel en kobalt) aan. Andere metalen worden dus niet door de magneet aangetrokken. Een
ijzeren spijker en een zilverkleurig muntstuk dat nikkel bevat, worden door een magneet
aangetrokken. Een aluminium blikje niet. Ook combinaties met één van de bovengenoemde
metalen (legeringen) kunnen door de magneet worden aangetrokken.
Magnetisch veld
Rond elke magneet zit een bepaald gebied waarbinnen de onzichtbare magnetische kracht
werkt. Dit noem je een magnetisch veld. Naarmate je verder van de magneet af gaat, wordt het
veld zwakker. Bij de polen is het magnetisch veld het sterkst. Het magnetisch veld kun je goed
zichtbaar maken met een staafmagneet en ijzervijlsel.
Onder invloed van de magneet verandert elk stukje
ijzervijlsel tijdelijk in een kleine magneet. De stukjes
krijgen een noord- en een zuidpool die naar de
tegenovergestelde pool van de magneet worden
getrokken. Dichtbij de polen is het magnetisch veld het
sterkst en plakken de meeste ijzerdeeltjes samen.
17
Je zou verwachten dat alle ijzerdeeltjes door de sterkte van het magnetisch veld naar de polen
worden getrokken. Wrijving zorgt er echter voor dat de iets verder gelegen ijzerdeeltjes niet bij
de polen kunnen komen. En de ijzerdeeltjes die meer ter hoogte van het midden liggen,
ondervinden van beide polen een even sterke aantrekkingskracht. Deze deeltjes blijven min of
meer in het verlengde van de staafmagneet liggen. Je ziet dit verschijnsel op het platte vlak,
maar een magnetisch veld werkt in alle richtingen. Als je twee magneten hebt, kun je aan de
hand van het ijzervijlselpatroon zichtbaar maken wat er met het magnetisch veld gebeurt bij
aantrekking en afstoting. Ook kun je de magneetvelden van verschillende magneten met elkaar
vergelijken.
De magneet en het kompas
De werking van het kompas laat zien dat een magneet altijd een noorden een zuidpool heeft. De magnetische polen heten zo omdat de aarde
zelf ook een reusachtige magneet is met een magnetisch veld dat alle
richtingen beïnvloedt. Een vrij draaibare magneet (bijvoorbeeld een
magnetische naald drijvend op het water of een magneet hangend aan
een touw) zal altijd in één bepaalde richting wijzen. De magnetische
polen van de aarde liggen in de buurt van de geografische polen.
Sommige trekvogels kunnen het magnetisch veld van de aarde
waarnemen en gebruiken dit om zich te oriënteren.
Bron: Natuuronderwijs inzichtelijk
18
TOELICHTING OP DE MATERIALEN UIT DE KIST
In de ontdekset
Wordt wel aangetrokken
spijkers
paperclips
lonthouder onder in het waxinelichtje
sleutel
6 grote paperclips
cent
naald
ringkettinkje zilverkleurig
schroevendraaier
metalen middendeel wasknijper
schroef groot
schroef klein
Wordt niet aangetrokken
doosje van de paperclips
ringkettinkje goudkleurig
kogelkettinkje
kurk
touw
stokje
hout van de wasknijper
aluminium cupje van waxinelichtje
waxinelichtje (kaars)
zakje van de spijkers
theelepel (niet door de gewone magneten,
wel door de supermagneten zie pag.16)
Als de leerlingen zelf op onderzoek gaan, komen ze nog veel meer dingen tegen die door de
magneet worden aangetrokken. Opvallend is dat sleutels en schroeven zowel worden
aangetrokken als niet worden aangetrokken. Dit is afhankelijk van het materiaal waarvan ze
gemaakt zijn. Vaak zijn voorwerpen gemaakt van een combinatie van metalen (een legering).
De eurocent is wordt door de magneet aangetrokken. De 1 en 2 euro deels ook. De 10, 20 en 50
cent echter niet. Laat de leerlingen het maar uitproberen.
Verschillende soorten magneten
Magneten worden van verschillende soorten materiaal gemaakt. Het materiaal bepaalt de
sterkte van de magneet. In de kist zitten de volgende magneten, van zwak naar sterk:
Keramische magneet
Dit is de meest gangbare en goedkoopste magneet. Deze wordt gebruikt in bijvoorbeeld
koelkastmagneten en bordmagneten. De magneet bestaat uit een mengsel van ijzeroxide en
een ander metaal. Deze magneet is het zwakst.
Ticonal-magneet
De rood-witte staafmagneten uit de kist zijn Ticonal of Alnicomagneten. Ze bestaan uit een
mengsel van aluminium, nikkel en koper. Deze zijn vrij sterk.
Neodymium magneet
Deze magneet staat bekend als de supersterke magneet. De magneet hoeft niet groot te zijn
om een heel sterke aantrekkingskracht te hebben. Dit zijn dan ook de kleinste en sterkste
magneten in de kist. Dit kan gevaren met zich meebrengen voor kindervingers en elektronische
apparatuur.
19
Extra materiaal
IJzervijlsel in doosje
Door middel van het ijzervijlsel in het kunststof doosje kan het magnetisch veld zichtbaar
gemaakt worden. Beweeg de magneet er maar eens onder of plaats aan beide zijden een
magneet. Het ijzervijlsel laat het magnetisch veld zien.
Kompas
Normaal mogen kompassen niet in de buurt van magneten gehouden worden. Het kompas
raakt hierdoor namelijk ontregeld. De kompassen in deze leskist mogen wel in aanraking komen
met de magneten. Het geeft de leerlingen de mogelijkheid tot extra experimenten. Een kompas
kan worden vergeleken met een vrijdraaiende magneet zoals de leerlingen kunnen maken met
behulp van touw en elastiek. Na regelmatig gebruik zullen de kompassen echter niet meer
geschikt zijn om de juiste richting te bepalen.
Opmerking theelepel
De theelepel is gemaakt van meerdere goedkope metalen. De hoeveelheid duurder ijzer (of
nikkel) is maar heel klein. Hierdoor trekken de gewone magneten het lepeltje niet aan. Voor de
supermagneet is de hoeveelheid echter voldoende.
Toepassing van magneten in de praktijk: (incl. elektromagneet)
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Afvalverwerking
Autosloperij
Computer
Inductiekookplaat
Kilometerteller van de fiets
Koppelen van treinstellen
Luidspreker
Magneetbord
Magneetstrip sluiting koelkast
Magneettrein
Magnetisch tekenbord
Magnetische sluiting kastdeurtjes
Magnetische verf
Magnetron
Metaaldetector
Pinpas
Reisspellen
Speelgoed
Telefoon
Veiligheidsstrookjes in boeken
20
7
BRONNEN
M. Flaherty, Magneten & magnetisme, Harmelen, Ars Scribendi, 2004.
C. Kersbergen & A. Haarhuis, Natuuronderwijs inzichtelijk, Bussum, Uitgeverij Coutinho, 2006.
J. Challoner, Van pool tot pool, Amsterdam, Zirkoon, 1996.
Meer weten?
Filmpjes op internet:
http://www.willemwever.nl/antwoord?vraag=kjbtjBsHrGmKvKuGuwhC (hoe werkt een
magneet)
http://www.schooltv.nl/beeldbank/clip/20082905_magneten01 (magneten introductie)
http://www.schooltv.nl/beeldbank/clip/20060314_magneten04 (werking magneet en
elektromagneet m.b.v. een batterij)
http://cgi.omroep.nl/cgi-bin/streams?/tv/nps/hetklokhuis/bb.20050720.asf (supersterke
magneten in een laboratorium)
8
HERKOMST MATERIAAL
Het materiaal uit de leskist is te verkrijgen bij:
Eurofysica
www.eurofysica.nl
(set staafmagneten)
Opitec
www.opitec.nl
(diverse magneten, ijzervijlsel in doosje, ook
het technocard is hier verkrijgbaar)
Supermagneten
(Nederlandstalige site met sterke magneten)
www.supermagnete.de
21
ONTDEKBLAD
Ontdekblad van:
_____________________________
Datum:
_____________________________
Dit weet ik nu van magneten:
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
22
ONDERZ
Onderzoeksblad van:
EKSBLAD
_____________________________
_____________________________
_____________________________
_____________________________
Datum:
_____________________________
Het idee:
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
Het materiaal:
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
Het werkt:
wel / niet (omcirkel het goede antwoord)
Leg uit hoe dat komt.
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
De naam van onze uitvinding:
__________________________________________________________________________
23
ONZE UITVINDINGEN
Naam school:
_____________________________
Groep:
_____________________________
Datum:
_____________________________
Dit hebben wij voor u bedacht:
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
Meegeven met de kist :
t.a.v. Professor Pooltjes
24