STARTEN MET GENIE

1 Opbouw van een thema

CHECK IN

Licht op reis

De aarde leeft op zonne-energie. Door die energie ontstaat er een leefbaar klimaat, kennen we dag en nacht, groeien planten en kunnen we als mens andere energievormen ontwikkelen. De zon zal volgens wetenschappers nog 4,5 miljard jaar bestaan. Hopelijk heeft de mensheid al iets eerder grote verhuisplannen gemaakt!

1 Wanneer bereikt volgens jou het zonlicht de aarde?

Duid je hypothese aan.     onmiddellijk na ongeveer acht seconden na ongeveer acht minuten na ongeveer acht uur

2 Welke gegevens heb je nodig om dat te kunnen berekenen?

CHECK IN

In de CHECK IN maak je kennis met het onderwerp van het thema. In het kadertje onderaan vind je een aantal vragen die je op het einde van het thema kunt beantwoorden.

VERKEN

Krachtvector

OPDRACHT 1

Wat is het effect van een kracht?

WEETJE

Het zonlicht ontstaat doordat er in de zon voortdurend waterstofkernen samensmelten tot heliumkernen. (Helios is Grieks voor ‘zon’.) Daarbij komt enorm veel warmte vrij, waardoor de zon een grote vuurbol is met temperaturen tot wel 15 miljoen graden Celsius in de kern. Op aarde proberen wetenschappers dat proces na te bootsen met een soortgelijke reactie (zie afbeelding). Mochten we daar ooit in slagen, dan zou dat een vorm van energieproductie zijn zonder schadelijke afvalstoffen. Helaas zijn de voorwaarden om de samensmelting te veroorzaken, zo moeilijk dat dat voorlopig nog niet gelukt is. THEMA 01 CHECK IN 15 VERKEN In de verkenfase zul je merken dat je al wat kennis hebt over het onderwerp dat in het thema aan bod komt. Jouw voorkennis wordt hier geactiveerd. DE HOOFDSTUKKEN Na het activeren van de voorkennis volgen een aantal hoofdstukken. Een thema bestaat uit meerdere hoofdstukken. Doorheen de hoofdstukken verwerf je de nodige kennis en vaardigheden om uiteindelijk een antwoord te geven op de centrale vraag of het probleem uit de CHECK IN. STARTEN MET GENIE 9

waterstof waterstof helium energie neutron

 Hoe kunnen we de beweging van het zonlicht beschrijven met berekeningen en grafieken? We zoeken het uit! 1 Bestudeer de foto’s van drie sportievelingen. 2 Vul de tabel aan. 1 2

Hoe zie je dat er een kracht wordt uitgeoefend?

?… … veranderingvanbewegingstoestand vervorming Welk effect heeft de kracht? 84 THEMA 02 VERKEN … … veranderingvanbewegingstoestand vervorming

… … dynamischeffect statischeffect … … veranderingvanbewegingstoestand vervorming

… … dynamischeffect statischeffect … … dynamischeffect statischeffect

OPDRACHT 2

Welke soorten krachten zijn er?

1 Bestudeer de foto’s. 2 Vul de omschrijvingen aan onder de foto’s. 1 2 3 •Erwordteenkrachtuitgeoefend door op . •Eriswel / geencontactnodig. •Deelektrostatische krachtis eenveldkracht / contactkracht. •Erwordteenkrachtuitgeoefend door op . •Eriswel / geencontactnodig. •Despierkrachtiseen veldkracht / contactkracht. •Erwordteenkrachtuitgeoefend door op . •Eriswel / geencontactnodig. •Demagnetische krachtiseen veldkracht / contactkracht. 3 Geef een ander voorbeeld van een … •contactkracht: •veldkracht:

2.1 Welke kenmerken heeft de veerkracht? A Vervorming

OPDRACHT 16

Bestudeer het statisch effect van krachten.

1 Bestudeer de drie sportievelingen. 2 Vul de tabel aan. 1 2 3

Op welk voorwerp werkt de kracht?

contactkracht / Is de uitgeoefende kracht een contactkracht of een veldkracht? veldkracht contactkracht / veldkracht contactkracht / veldkracht Wanneer is de vervorming door de kracht merkbaar? voor / terwijl / nadat de kracht werkt 102 THEMA 02 HOOFDSTUK 2 voor / terwijl / nadat de kracht werkt

HOOFDSTUK 2 Wat is veerkracht?

LEERDOELEN

Je kunt al: de grootte van de zwaartekracht en een gewicht bepalen; het statisch effect van een kracht omschrijven.

Je leert nu: plastische en elastische vervorming van elkaar onderscheiden; de veerconstante experimenteel bepalen; de invloedsfactoren op de veerkracht kwalitatief en kwantitatief toepassen; de wet van Hooke formuleren. In de fitnesszaal kun je niet enkel halters gebruiken om je spieren te trainen. Ook weerstandsbanden en -elastieken zijn handige hulpmiddelen om je spieren te versterken. Je moet je spierkracht namelijk gebruiken om de weerstandsbanden en -elastieken te vervormen. In dit hoofdstuk bestudeer je welke types vervorming er bestaan. Je gaat op zoek naar de kenmerken van de veerkracht die inwerkt op voorwerpen. Je leert hoe je die kennis kunt gebruiken om een dynamometer te bouwen.

THEMASYNTHESE voor / terwijl / nadat de kracht werkt SYNTHESE EN CHECKLIST We vatten de kern van het thema voor je samen in de hoofdstuksynthese en themasynthese. ` CHECKLIST 1 Begripskennis • Ikkandedrukineenvloeistof omschrijven. • Ikkandedrukineenvloeistofendebijbehorendekracht berekenen. • IkkandewetvanPascal omschrijven. • Ikkandetotaledrukineenvloeistof berekenen. • IkkandewetvanPascal toepassen. • IkkandewetvanArchimedes omschrijven. • IkkandewetvanArchimedes bewijzen. • IkkandewetvanArchimedes toepassen. • Ikkanmeteenkrachtenschemazinken,zwevenendrijven verklaren. • Ikkandevoorwaardenvoorzinken,zwevenendrijven afleiden. • Ikkandevoorwaardenvoorzinken,zwevenendrijven toepassen. 2 Onderzoeksvaardigheden • Ikkaneenonderzoek uitvoeren. • Ikkanverbandentussengrootheden onderzoeken. • Ikkandegegevensvaneentrendlijn interpreteren. • Ikkan samenwerken omtotonderzoeksresultatentekomen. • Ikkannauwkeurig krachten tekenen en optellen. • Ikkannauwkeurig berekeningen uitvoeren. Je kunt deze checklist ook op invullen bij je Portfolio. JA NOG OEFENEN STRALENGANG Lichtbundels • Rechtlijnige voortplanting vanlichtinhomogenemiddenstoffen:lichtstralen • Snelheid bepaalddoorsamenstellingvandemiddenstof• Divergerend,evenwijdigofconvergerend • Delichtkleurwordtbepaalddoordehoeveelheidrood,groenenblauwlicht( additieve kleurmenging).Witlichtbevatallekleurenevenveel. weerkaatsen absorberen doorlaten Teruggekaatste lichtbundel • Maaktdonkerelichamenzichtbaar. • Effenoppervlak:gerichteweerkaatsing• Oneffenoppervlak:diffuseweerkaatsing • Spiegelwetten gelden:—Stralenennormaalliggeninéénvlak. — t = î —Destralengangisomkeerbaar. Doorgelaten lichtbundel: overgangnaareenanderemiddenstof• Doorzichtigestof:alhetlichtgaaterdoor.• Doorschijnendestof:eendeelvanhetlichtgaaterdoor.• Eris breking :brekingswetten.—Overgangoptischijl  dicht: naardenormaaltoe —Overgangoptischdicht  ijl: vandenormaalweg Geabsorbeerde lichtbundel • Achterhetvoorwerpontstaat schaduw . —Kernschaduw:plaatszonderlicht—Bijschaduw:plaatsmeteendeelvanhetlicht• Kleurstoffenbepalendehoeveelheidgeabsorbeerdlichtendekleur: subtractieve kleurmening BEKIJK KENNISCLIP 290 THEMA 04 THEMASYNTHESE THEMA 03 CHECKLIST HOOFDSTUK 2 227

3 Vervolgens willen we graag dat je vorderingen maakt en dat je reflecteert op je taken en leert uit feedback. De checklist is een hulpmiddel om zelf zicht te krijgen of je de leerdoelen al dan niet onder de knie hebt. voorbeeldhoofdstuk

Licht op reis

Kijk terug naar de CHECK IN. Gebruik je kennis om de antwoorden te vinden op de volgende vragen.

1 Welke beweging voert licht uit? Verklaar.

2 Teken en benoem de snelheidsvector op een lichtstraal. 3 Hoelang doet het licht over de reis van de zon tot de aarde?

Zoek de nodige gegevens op het internet op. Gegeven:

Afb. 31

CHECK IT OUT

In CHECK IT OUT pas je de vergaarde kennis en vaardigheden toe om terug te koppelen naar de vragan uit de CHECK IN.

Gevraagd: Oplossing:

Controle:VergelijkjeantwoordmetjehypotheseindeCHECKIN.

AAN DE SLAG

AAN DE SLAG

TIP

4 Teken een x(t)- en een v(t)-grafiek van het licht tussen de zon en de aarde.

Kies een geschikte schaalverdeling.

x ( )

v ( )

Grafiek 13

t (s)

Grafiek 14

Zonlichtplantzichvoortopeenrechtebaanmeteenconstantesnelheidsgrootte. LichtvoerteenERBuit. Dex(t)-grafiekiseenstijgenderechte,dev(t)-grafiekeenhorizontalerechte.

t (s) In het onderdeel Aan de slag kun je verder oefenen. Je leerkracht beslist of je de oefeningen op het einde van het thema maakt of doorheen de lessen.

Zit je vast bij een oefening? Misschien helpen deze QR-codes je weer op weg!

EENHEDEN OMZETTEN BEREKENINGEN AFRONDEN

1 Op een fietscomputer kun je een afstand aflezen.

a Is dat de verplaatsing of de afgelegde weg?

b Maak duidelijk met een voorbeeld.

GRAFIEKEN LEZEN

2 Bestudeer de onderstaande voorbeelden.

a Noteer de afgelegde weg en de verplaatsing in de tabel.

b Stel de baan van de rechtlijnige bewegingen voor op een x-as.

1 2 3

66 THEMA 01 CHECK IT OUT

Je rijdt van Antwerpen naar Leuven. De afstand bedraagt 43,26 km en de rijroute 50,56 km. Een appel valt uit een 2,5 m hoge boom. Een zwemmer zwemt 100 m in een olympisch zwembad van 50 m.

Afgelegde weg (l) Verplaatsing (∆x) Voorstelling rechtlijnige beweging 3 Maak de onderstaande uitspraken correct door ze te vervolledigen met ‘altijd’, ‘soms’ of ‘nooit’. • Een beweging is rechtlijnig. • Een rechtlijnige beweging verloopt in één richting. • Een rechtlijnige beweging verloopt in één zin. • De afgelegde weg is korter dan de verplaatsing. • De afgelegde weg is langer dan de verplaatsing. • Voor een rechtlijnige beweging in één zin is de verplaatsing even lang als de afgelegde weg. THEMA 01 AAN DE SLAG 67 LABO Naam: Klas: Nummer: ONDERZOEK 1

Onderzoek het verloop van een eenparig rechtlijnige beweging.

1 Onderzoeksvraag Hoe ziet het verloop van een x(t)- en een v(t)-grafiek eruit bij een ERB? 2 Hypothese Hoe denk je dat de x(t)-grafiek eruitziet bij een ERB?

A B C D

x (m) x (m) x (m) t (s) t (s) t (s) t (s) x (m)   Hoe denk je dat de v(t)-grafiek eruitziet bij een ERB?   t (s) t (s) t (s) LABO ONDERZOEK 1 307

A B C D

v (m)s v (m s ) v (m)s t (s) v (m s )

    3     Benodigdheden glycerinebuis whiteboardstift meetlat chronometer (op smartphone/tablet) met rondetijden 4 Werkwijze 1 Zet op de glycerinebuis met een whiteboardstift strepen die 10 cm uit elkaar liggen. 2 Leg het ene uiteinde van de buis ongeveer 15 cm hoger dan het andere uiteinde. Zorg ervoor dat de luchtbel onderaan de buis zit. 3 Start de chronometer als de bovenkant van de luchtbel de eerste aanduiding passeert. 4 Druk op de chronometer telkens wanneer de bovenkant van de luchtbel een volgende aanduiding passeert.

Afb. 1

OPDRACHT 20 DOORDENKER

Bestudeer de kracht van een vacuüm.

1 Werk een experimentje uit om aan te tonen hoe je met een vacuüm een kracht kunt uitoefenen. 2 Laat je inspireren door de links bij het onlinelesmateriaal. 3 Voer het experiment uit voor je medeleerlingen. 4 Gebruik je kennis om een rookafzuiger te bouwen. Gebruik het technisch proces. TECHNISCH PROCES In een vacuüm zijn er geen of weinig gasdeeltjes. Er is een grote onderdruk. Dat zorgt voor een grote kracht met een richting in de zin van de overdruk naar de onderdruk en een grootte ∆ · . Die kracht wordt in het dagelijks leven de zuigkracht genoemd (terwijl er eigenlijk een duwkracht wordt uitgeoefend door de omliggende lucht). Op afbeelding 16 zie je de kracht op een zuignap met oppervlakte . THEMA 03 HOOFDSTUK 1 199

atm ≈ 0 A b. 16 We bekijken enkele voorbeelden. • Boomkikkers kunnen zich vasthechten aan oppervlakken en zelfs ondersteboven hangen door de zuignapjes aan hun poten. Diezelfde techniek gebruikt men om zware voorwerpen op te tillen met zuignappen. • In een stofzuiger (Engels: vacuum cleaner) wordt een grote onderdruk gecreëerd, waardoor je voorwerpen kunt optillen. 2 3 Er is overdruk als de gasdruk groter is dan de druk in de omgeving. Er is onderdruk als de gasdruk kleiner is dan de druk in de omgeving Men vergelijkt de druk vaak met de normdruk. Als er een over- of onderdruk is, ontstaat er een kracht = ∆ ∙ . Bij een open verbinding ontstaat er stroming. .  Maak oefening 11 t/m 16.

` Per thema vind je op adaptieve oefenreeksen om te leerstof verder in te oefenen. LEREN LEREN • In de linkermarge naast de theorie is er plaats om zelf notities te maken. Noteren tijdens de les helpt je om de leerstof actief te verwerken. • Op vind je alternatieve versies van de themasynthese. • Op vind je per themasynthese een kennisclip waarin we alles voor jou nog eens op een rijtje zetten. LABO’S Ga zelf op onderzoek! Op het einde van het leerschrift staan een aantal labo’s om verder experimenten uit te voeren. 1 voorbeeldhoofdstuk

2 Handig voor onderweg

In elk thema word je ondersteund met een aantal hulpmiddelen.

Kenniskader We zetten doorheen het thema de belangrijkste zaken op een rijtje in deze rode kaders.

In de tipkaders vind je handige tips terug bij het uitvoeren van de onderzoeken of opdrachten.

!

VEILIGHEIDSVOORSCHRIFT

Met GENIE ga je zelf experimenteren en op onderzoek. Daarbij moet je natuurlijk een aantal veiligheidsvoorschriften respecteren. Die vind je terug in dit kader.

Bij het onlinelesmateriaal vind je een vademecum. Dat vademecum ̒een GENIE in STEM-vaardigheden ̓ omvat: • stappenplannen om een grafiek te maken, opstellingen correct te bouwen, metingen uit te voeren …; • stappenplannen om een goede onderzoeksvraag op te stellen, een hypothese te formuleren …; • oplossingsstrategieën om formules om te vormen, vraagstukken op te lossen ...; • een overzicht van grootheden en eenheden, machten van 10 en voorvoegsels, afrondingsregels ...; • een overzicht van labomateriaal en labotechnieken; • een overzicht van gevarensymbolen en P- en H-zinnen; • … STARTEN MET GENIE 11

Een weetjeskader geeft extra verduidelijking of illustreert de leerstof met een extra voorbeeld. WEETJE TIP OPDRACHT 11 DOORDENKER Nood aan meer uitdaging? Doorheen een thema zijn er verschillende doordenkers. Niet altijd even makkelijk om op te lossen, maar het proberen waard!

Een oplossingsstrategie maakt je duidelijk hoe je het best aan de slag gaat met bijvoorbeeld een vraagstuk. Heb je daarna nogmaals dezelfde strategie nodig? Dan vind je die in de vorm van QR-codes, om zo de strategie opnieuw op te frissen. OPLOSSINGSSTRATEGIE VRAAGSTUKKEN OPLOSSEN voorbeeldhoofdstuk