Werkblad “Inleiding” - science-natuurkunde

Werkblad 1 “Inleiding” - Thema 13
(NIVEAU GEVORDERD)
Planning
Week 1
Week 2
Week 3
Wat te doen?
Deel 1: begrippen
Deel 2: Rekenen
Afronden deel 2 rekenen
Werkblad mag worden ingeleverd in week 4
Beoordeling: Ni of I
Deel 1 “De begrippen”
In dit eerste thema staan de begrippen massa, volume, zwaartekracht, opwaartse kracht, druk en
dichtheid centraal. Om daarmee te kunnen werken moet je wel weten wat de begrippen inhouden.
Daarvoor ga je het volgende experiment uitvoeren.
Benodigdheden: 2 bekerglazen, groot en klein, water (kun je uit de kraan halen wanneer nodig), 2
ballonnen (een lege en licht gevulde ballon), een gewichtje
Opdracht 1
a) Zet eerst het ene kleine bekerglas in je hand en vervolgens het grote bekerglas. Voel welke
bekerglas zwaarder is.
Ik voelde dat bekerglas het grote/kleine bekerglas zwaarder was.
Hoe zwaar iets aanvoelt komt door de zwaartekracht, deze trekt alles naar beneden.
Opdracht 2
a) Zet de bekerglazen nu op de tafel en duw er tegenaan zodat het bekerglas net in beweging
komt. Voel bij welk bekerglas je de meeste kracht nodig had.
Ik had bij het grote/kleine bekerglas meer kracht nodig.
Vul de bekerglazen nu tot streepje 100 en duw nog een keer en vergelijk de kracht die je nu nodig
hebt om de bekerglazen in beweging te krijgen met de kracht die je uitoefende bij vraag 3a.
Ik voelde dat ik bij experiment 3b) meer/minder kracht nodig had dan bij experiment 3a)
Het makkelijk, of moeilijk in beweging kunnen brengen van een voorwerp komt door de massa van
het voorwerp. De massa van een voorwerp bepaald hoe makkelijk je het in beweging kunt krijgen.
Tevens geldt dat bij een grote massa de zwaartekracht ook groter is.
Opdracht 3
a) Stop nu in één van de bekerglazen 4 vingers in het water en kijk wat er met de hoogte van
het water gebeurde.
Ik zag dat het water doordat ik er mijn vingers in stopte omhoog/omlaag ging.
Het stijgen van het water komt omdat je vinger een volume heeft. Met volume geven we aan hoeveel
ruimte een voorwerp inneemt.
Door te kijken hoeveel het water omhoog is gegaan kun je nu het volume van je 4 vingers bepalen.
b) Bepaal het volume van je vinger dat je in het bekerglas gestopt hebt.
Het volume van mij 4 vingers is: ………….
Dat heb ik berekend door: ……………..
Opdracht 4
a) Zet het bekerglas met water nu op je hand en voel of de zwaartekracht nu op één plek op je
hand werkt, of dat hij op je hele hand werkt.
Ik voelde dat ………………………………………..
Als de kracht van een voorwerp op veel plaatsen tegelijk werkt, dan spreken we van druk.
Opdracht 5
a) Neem een lege ballon en leg deze in je ene hand en een gevulde ballon en leg deze in je
andere hand. Geef aan welk ballon het zwaarste was.
De lege ballon had een veel grotere/ veel kleinere/ bijna gelijke/ gelijke massa als de gevulde ballon.
Zo ja, welk ballon was veel zwaarder? De lege/ de gevulde ballon.
b) Welke ballon heeft het grootste volume.
De lege/gevulde ballon had het grootste volume.
Als we in een situatie zowel naar de volume en massa willen praten gebruiken we het begrip
dichtheid.
Als we zeggen dat een voorwerp een grote dichtheid heeft, dan gegeven we aan dat in een klein
volume veel massa zit.
c) Noem enkele voorwerpen waarvan jij denkt dat ze een grote dichtheid hebben:
………………………………………………..
d) Noem enkele voorwerpen waarvan jij denkt dat ze een kleine dichtheid hebben.
………………………………………………..
e) Doe een uitspraak welke van de 2 ballonnen de grootste dichtheid had.
De grootste dichtheid had de lege/gevulde ballon want……………………………
Opdracht 6
a) Pak nu een ballon die licht gevuld is met lucht en leg hem op het water. Duw hem vervolgens
naar beneden en voel wat er gebeurt met de kracht die je moet uitoefenen om de ballon
onder water te duwen.
Naarmate de ballon verder onder water ging werd de kracht die ik moet uitoefen steeds
groter/kleiner/bleef gelijk.
b) Laat de ballon onder water los en kijk wat er gebeurd.
Als ik de ballon los liet, ging hij omhoog/omlaag/bleef hij zweven op de plaats waar je hem los liet.
De kracht die je voelde toen je de ballon onder water duwde is de opwaartse kracht.
De opwaartse kracht is omhoog gericht, tegen de zwaartekracht in. Als hij groot genoeg is kan hij er
voor zorgen dat voorwerpen omhoog gaan. Als hij kleiner is dan de zwaartekracht, dan gaan
voorwerpen naar beneden. Als de opwaartse kracht bijna gelijk is aan de zwaartekracht, dan valt een
voorwerp langzaam. Zijn opwaartse kracht en zwaartekracht gelijk dan verandert de snelheid van een
voorwerp niet.
Opdracht 7
a) Geef aan in de volgende situatie of de zwaartekracht groter is, of de opwaartse kracht groter
is, of dat beide krachten bijna gelijk zijn en hoe je dat weet.
Een vallende steen: …………………………………
Een opstijgende luchtballon: ……………………………
Een vallend veertje: ………………………..
Een drijvende boot: …………………………
Een onderzeeër die boven water komt: ………………………………
Opdracht 8
Hou het kleine bekerglas net boven het water dat in het grote bekerglas zit en laat het langzaam
zakken tot het drijft.
a) Leg uit waarom het bekerglas in eerste instantie naar beneden gaat en vervolgens gaat
drijven. Maak hiervoor de volgende zinnen af:
 De zwaartekracht trekt het voorwerp omlaag/omhoog.
 Als het bekerglas nog niet in het water zit, is de opwaartse kracht op het kleine
bekerglas groot/klein.
 Doordat het bekerglas verder in het water komt neemt het volume van het bekerglas
dat in het water zit toe/af.
 Doordat het bekerglas dieper in het water ligt, neemt de opwaartse kracht op het
bekerglas toe/af.
 Als de opwaartse kracht groot genoeg is, dan zinkt/drijft het bekerglas.
Bij voorwerpen in water hangt de opwaartse kracht af van het volume van het voorwerp. Hoe meer
volume van het voorwerp onder water zit hoe groter de opwaartse kracht wordt. Als een voorwerp
drijft als de opwaartse kracht en de zwaartekracht even groot zijn.
Voorwerpen waarvoor geldt dat de dichtheid kleiner is dan die van het water waarin ze zitten, die
drijven. Is de dichtheid van het voorwerp juist groter dan van het water, dan zinken ze.
Deel 2: Rekenen
Rekenen met eenheden
In de afgelopen werkbladen heb je gewerkt met een aantal begrippen. Al deze begrippen zijn
grootheden, dat wil zeggen dat je ze kunt meten en dat ze een eenheid hebben. Hieronder staan
de begrippen die je moet kennen met de bijbehorende eenheden:
Grootheid
Lengte
Oppervlakte
Volume
Massa
Zwaartekracht
Opwaartse kracht
Afkorting
l
A
V
m
Fz
Fop
Eenheid
M
m2
m3
Kg
N
N
Als er eenheden gebruikt worden staat er soms voor de eenheid een voorvoegsel die de eenheid
groter of kleiner maakt. Bijvoorbeeld 100 cm = 1 m. (De c voor de m is het voorvoegsel die de
eenheid 100 x zo klein maakt).
Bij de tijd worden naast de eenheid seconden, ook de minuut en het uur gebruikt.
Bij volume wordt naast de eenheid kubieke meter, ook de liter als eenheid gebruikt. Hierbij geldt
dat 1 liter = 1 dm3
Als je hier niet goed in bent is het verstandig de video’s over dit onderwerp bekeken, dan moet
het lukken.
Vragen
1. Je moet op het proefwerk in staat zijn een eenhedenlijn te maken.
a. Stel de eenheden lijn op van de lengte begin met [mm] en eindig met [km].
b. Stel de eenheden lijn op van de lengte begin met [mm2] en eindig met [km2].
c. Stel de eenheden lijn op voor volume begin met [mm3] en eindig met [m3].
2. Reken de volgende eenheden om. (Je moet de eenheden van lengte, oppervlak, volume,
a. 22 m = ….cm
b. 800 cm = … dm
c. 200 ms = …… s
d. 32 kN = ……. N.
e. 36 cg = ……. decag.
f. 0,23 hm = ……dm.
g. 124 hl = ……ml
h. 6598 mg = dg.
3.
a. 72 dm2 = ….mm2
b. 56800 cm2 = … decam2
c. 84 m2 = cm2
4.
a. 0,33 m3 = ... mm3
b. 8100000 dm3 = ………hm3.
c. 20 cl = …..cm3
d. 120000 hl = …..m3
e. 2200 min = …..uur
f. 0,24 uur = ……s
5.
Leg uit dat als 1 l = 1 dm3 dat dan ook geldt dat 1 ml = 1 cm3.
Werken met verhoudingstabel
In het experiment van het vallende papier hebben we gekeken naar een verband tussen
oppervlak en de valtijd van het papier. Dit verband is redelijk ingewikkeld. Het meest
eenvoudige verband is het verband waarbij als je de ene grootheid 2 x zo groot maakt, de andere
grootheid dat ook wordt. Dit blijkt te gelden voor:
 Zwaartekracht en massa, (Als je in plaats van één papier er 2 neemt wordt de massa 2 x
zo groot, maar daardoor ook de zwaartekracht)
 Massa en volume. (Elk papier heeft zijn eigen massa en volume, als je er 2 neemt hebt je
dus 2 x zo veel massa, maar ook 2 x zo veel volume)
Dus als de massa 2 x zo groot wordt, dan wordt de zwaartekracht dat ook. Maak ik het volume
van het papier 2 x zo groot, dan wordt ook de massa 2 x zo groot.
Een verband waarbij de regel geldt dat als de ene grootheid 2 x zo groot wordt, dat dan de
andere grootheid ook 2 x zo groot wordt, dat noemen we een recht evenredig verband.
Bij een recht evenredig verband kun je rekenen door verhoudingstabellen te gebruiken. In het
tabelletje hieronder is dit gedaan voor massa en zwaartekracht.
Massa [kg]
Zwaartekracht [N]
1
9,8
2
19,6
10
98
In de verhoudingstabel zetten we links altijd de grootheden, als afkorting, met daarbij de
eenheid.
Dit zijn de regels die je moet kennen van een recht evenredig verband:
 Voor de grootheden geldt dat als de ene grootheid 2 x zo groot
wordt, de andere grootheid dat ook wordt.
 Bij het rekenen kun je de grootheden in een verhoudingstabel
zetten.
 In een diagram krijg je bij een recht evenredig verband een
rechte lijn door de oorsprong
Zwaartekracht [ 10N]
Is het verband recht evenredig, en je zet de grootheden tegen elkaar uit in
een diagram, zoals hiernaast gedaan is, dan zie je dat er een rechte lijn
ontstaat door de oorsprong.
Schrijf steeds je berekeningen op in de tabel zoals ook hierboven staat aangegeven. (Op papier
gaat het rekenen makkelijker, schrijf de berekeningen eerst op en maak er dan een foto van en
voeg die in het document toe). Vindt je het werken met verhoudingstabellen lastig, dan staat er
een video klaar op de site waarin dit nog eens wordt uitgelegd.
Gegeven: Bij een massa van 1,0 kilogram hoort een zwaartekracht van 9,8 N.
6. Bereken de zwaartekracht op de volgende voorwerpen:
a. een schooltas van 4,0 kg;
b. een brood van 0,75 kg;
c. een gum van 28 g.
7. Bereken de massa van een voorwerp als je een zwaartekracht meet van:
a. 9,8 hN;
b. 14,7 N;
c. 0,25 mN.
8. Voor een stof geldt dat bij een volume van 2,4 cm3, de massa van de stof gelijk is aan 44 g.
a. Bereken met behulp van de verhoudingstabel de massa als het volume 0,62 cm3 zou zijn.
b. Bereken met behulp van de verhoudingstabel het volume in m3 als de massa gelijk is aan
2456 kg.
Zie vervolg op volgende bladzijde
Massa [kg]
Een experiment “Elastiekje”
Benodigdheden: elastiek, statief, liniaal en blokjes ( 4 blokjes die samen vast zitten met haakje) om
aan het elastiekje te hangen
Je gaat in dit experiment onderzoeken wat de samenhang is tussen de massa van het blokje en hoe
ver het blokje uitrekt.
A. Maak het elastiekje vast aan de klem op het statief.
B. Plaats de liniaal naast het elastiek en kijk welk getal er bij de onderkant van het elastiek
staat, noteer dit in de tabel hieronder op de plaats waar nu een A staat.
C. Hang nu een het houdertje voor de blokjes, (zonder blokjes verder) aan het elastiek en
noteer nu het getal wat de liniaal aangeeft op de plaats waar een B staat.
D. Hang nu het houdertje met één blokje daarop aan het elastiek en noteer nu het getal wat
de liniaal aangeeft bij plaats C. Bepaal de laatste 2 getallen in de kolom door aan het
houdertje 3 en dan 4 blokjes te hangen.
E. Bereken de uitrekking Bb door de waarde die bij A staat aftrekken van de waarde die bij
B staat. Bereken de waarde Cc door de waarde die van B af te trekken van C. Bereken zo
ook de andere waarden.
Massa aan elastiek Getal op liniaal uitrekking
Geen
A
0
Houdertje
B
Bb
1 blokjes
C
Cc
2 blokjes
D
Dd
3 blokjes
E
Ee
4 blokjes
F
Ff
F. Teken het een diagram waarin je op de x-as het aantal blokjes zet en op de y-as de
uitrekking van het elastiekje, zie ook de regels hieronder. (Teken het diagram op papier,
maak een foto en verwerk deze in dit document).
Dit zijn de regels voor het tekenen van een grafiek:
a) Teken een assenstelsel.
b) Geef op de x-as en de y-as aan wat je tegen elkaar uitzet. Vergeet niet daarbij de eenheid aan
te geven. Kies een goede schaalverdeling op de assen.
c) Teken de punten in het assenstelsel.
d) Teken een vloeiende lijn door de meetpunten.
9.
Leg uit of het getekende diagram een recht evenredig verband weergeeft of niet.
…………………………………………………………………………………………………..
Rekenen met dichtheid
In het werkblad “Inleiding” is er gesproken over het begrip dichtheid. De dichtheid zegt zowel
iets over massa als over het volume van een voorwerp, (of van een stof). De letter die we voor
dichtheid gebruiken is de d, de eenheid is [g/cm3] of [kg/m3].
Wat voor jullie van belang is dat als de dichtheid gegeven is, je altijd de volgende stap kunt
maken. Stel dat de dichtheid is 1,2 g/cm3. Dan mag je ook opschrijven dat 1 cm3 van het
voorwerp (of stof) een massa heeft van 12 g.
Stel dat nu gevraagd wordt hoeveel gram je hebt als het voorwerp een volume heeft van 18 cm3.
Je kunt dan net als bij opgave 8 een verhoudingstabel gebruiken om de massa uit te rekenen.
Vragen
10. Gegeven van een stof is dat d = 13 g/cm3
a. Bereken de massa van de stof als het volume gelijk is aan 1,2 cm3.
b. Bereken de massa van de stof als het volume gelijk is aan 27 cl.
c. Bereken het volume als de massa gelijk is aan 78 g.
d. Bereken het volume als de massa gelijk is aan 0,033 kg.
Je moet ook in staat zijn om de dichtheid van een voorwerp of stof uit te rekenen. Dit doe je met
behulp van een verhoudingstabel waarbij je uitrekent hoeveel gram, één cm2 weegt.
Een voorbeeld: Bereken de dichtheid van het volgende voorwerp als gegeven is dat 3 cm3 van
het voorwerp een massa heeft van 27 g.
Maak een verhoudingstabel met de gegevens daarin en reken het gevraagde uit, door zowel
onder als boven door 3 te delen. De dichtheid is dan: d = 9 g/cm3
m (g)
V (cm3)
27
3
9
1
11. Bereken de dichtheid van een voorwerp in g/cm3 als gegeven is dat:
a. De massa gelijk is aan 26 g en het volume gelijk is aan 14 g.
b. De massa gelijk is aan 0,12 kg en het volume gelijk is aan 128 cm3.
De voorwerpen worden in water gelegd met een dichtheid van 1,12 g/cm3. Je hebt in deel 1
een regel gehad over het wel of niet drijven van voorwerpen in water.
c. Leg uit welk van de 2 voorwerpen blijft drijven in water.