Kies welke cookies je toestaat. Je kunt je keuze altijd wijzigen via "Cookie-instellingen" onderaan de pagina.

Zoeken in het lesmateriaal

Welke les zoek je?

Typ minimaal twee tekens.

Potentiële energie in achtbanen

Bouw drie achtbaanbanen op verschillende hoogtes, meet met Ari de hoogte van de knikker en bereken de zwaarte-energie. Ontdek hoe de positie van de knikker bepaalt hoeveel energie is opgeslagen.

Download les (PDF) (opent in een nieuw tabblad)

Gratis · A4 · leerkrachtdeel, leerlingdeel en werkkaarten

Omslagfoto van de les Potentiële energie in achtbanenNieuw3 downloads

Voor de docent

Leerdoelen

Na deze les kunnen de leerlingen:

  1. De leerling knipt achtbaanbanen uit en vouwt ze.
  2. De leerling bouwt meerdere achtbaanbanen op verschillende hoogtes en plakt ze aan de muur.
  3. De leerling berekent de zwaarte-energie van de knikker bovenaan elke achtbaan.

Voorbereiding

Benodigdheden

  • Knikker
  • Meetlint of meetlat
  • Pen of potlood
  • Plakband
  • Schaar
  • Stevig papier
  • Tablet/computer

Materialen voor de docent

Materialen voor de leerlingen

  • 1 Ari per groep
  • 1 werkkaart per groep
  • 1 pen of potlood per leerling
  • 1 set materialen voor een helling per groep
  • 1 schaar en plakband per groep
  • 1 knikker (14–16 mm) per groep

Lesverloop

  1. Stap 1: Voorbereiding

    Print voor elke leerling één exemplaar van de werkkaart en voor elke groep één exemplaar van de aanvullende materialen.

    Controleer vooraf welke eenheid de Distance-app weergeeft. Geeft de app inches weer, laat leerlingen de meetwaarde dan vermenigvuldigen met 2,54 voordat ze de hoogte in centimeters op de werkkaart noteren. Geeft de app centimeters weer, dan kunnen ze de meetwaarde direct noteren.

    Controleer vooraf welke eenheid de Distance-app weergeeft. De werkkaarten gebruiken centimeters. Laat leerlingen hun metingen zo nodig eerst omrekenen naar centimeters.

    Controleer vooraf of de Distance-app centimeters kan weergeven. Als de app alleen inches weergeeft, laat je leerlingen de meetwaarden eerst met 2,54 vermenigvuldigen om centimeters te krijgen. Daarna rekenen ze de centimeters om naar meters.

    Deel na de introductie de scharen, het plakband en de knikkers uit aan de groepen.

    Leerlingen kunnen de achtbaan met plakband aan de muur bevestigen, of op grote vellen papier zodat ze de achtbaan kunnen verplaatsen.

    Zorg dat de massa van elke knikker vooraf is gemeten en geef die aan de leerlingen. Zorg dat de massa in kilogram is uitgedrukt, of geef leerlingen een passende omrekenfactor waarmee ze de opgegeven massa naar kilogram kunnen omrekenen.

    Begrippen

    Potentiële energie – de energie die een deeltje heeft door zijn positie

    Zwaarte-energie – de energie die een voorwerp heeft door zijn positie in een zwaartekrachtveld

    Massa – een maat voor de hoeveelheid materie in een voorwerp, waardoor het gewicht heeft in een zwaartekrachtveld

  2. Stap 2: Introductie

    Bespreek of herhaal het begrip potentiële energie, in het bijzonder zwaarte-energie. Bespreek hoe de positie van een voorwerp boven het aardoppervlak zorgt voor een systeem waarin energie is opgeslagen.

    Stel daarbij de volgende vraag aan de klas: ‘Als ik deze knikker vasthoud, met welke bewegingen of posities zou ik de zwaarte-energie ervan vergroten of verkleinen?’

    Bespreek dat de hoogte van de knikker boven de grond een factor is die bepaalt of de knikker meer of minder zwaarte-energie heeft.

    Laat met het bestand met aanvullende materialen zien hoe je de achtbaanbanen uitknipt en langs de rode stippellijnen vouwt tot een baan met twee zijwanden. Plak de baan aan de muur. Laat zien hoe de muur de baan ondersteunt en hoe je de hellingshoek kunt aanpassen.

    Laat zien hoe je Ari bovenaan de baan plaatst, met de sensoren naar de grond gericht. De afstand die je zo meet, gebruik je als hoogte van de achtbaan en de knikker.

  3. Stap 3: Activiteit 1

    Verdeel de leerlingen in groepen van 3–4. Geef elke groep één Ari-robot, de aanvullende materialen geprint op stevig papier, een schaar en een knikker.

    Laat de leerlingen Ari aanzetten en de Distance-app openen.

    Laat de leerlingen de drie banen langs de buitenranden uitknippen en langs de stippellijnen vouwen.

    De leerlingen gebruiken de afbeeldingen op de werkkaart om hun drie banen aan de muur te plakken. Ze kiezen zelf de hellingshoek.

    Als de drie banen vastzitten, laten de groepen hun knikker een paar keer over de banen naar beneden rollen. Zo kunnen ze zien hoe snel de knikker beweegt.

    De leerlingen meten de hoogte van de bovenkant van de baan door Ari op de startplek van de knikker te plaatsen, met de sensoren naar de grond gericht.

    Laat de leerlingen bij elke meting de weergegeven eenheid controleren. Staat de hoogte in inches, dan vermenigvuldigen ze de meetwaarde eerst met 2,54 om centimeters te krijgen. De groepen noteren de hoogte in centimeters op de werkkaart. Daarna meten ze ook de andere twee banen en noteren ze die hoogtes eveneens in centimeters.

  4. Stap 4: Activiteit 2

    Bespreek de formules waarmee leerlingen centimeters naar meters omrekenen en de zwaarte-energie berekenen.

    Elke groep gebruikt de gemeten hoogtes van de achtbanen en rekent die eerst om van centimeters naar meters.

    De groepen gebruiken de opgegeven massa van hun knikker in de formule 9,8 m/s² × massa (kg) × hoogte (meter). Daarmee berekenen ze de zwaarte-energie van de knikker voor elk van de drie achtbanen.

    De leerlingen noteren hun resultaten op de werkkaart.

  5. Stap 5: Afsluitkaart

    Gebruik de volgende vragen om leerlingen te laten nadenken en met elkaar in gesprek te laten gaan. Loop rond terwijl leerlingen eerst hun antwoorden op de afsluitkaart schrijven en die daarna met een medeleerling bespreken:

    1. Welke factoren beïnvloeden de zwaarte-energie van een voorwerp op een achtbaan?
    2. Welke invloed had de hoogte van de achtbaanbanen op de totale zwaarte-energie van de knikker?
    3. We hebben hellende achtbaanbanen gemaakt. Wat zou er, als er iets verandert, aan de zwaarte-energie van de knikker veranderen als je loopings in de baan maakt?
  6. Stap 6: Uitbreiding

    Laat de leerlingen de aangegeven lijnen op de banen inknippen tot aan de omgevouwen rode stippellijn. Met deze extra inkepingen in de zijwanden kunnen ze met plakband loopings en bochten in de achtbanen maken.

    Als leerlingen tijd hebben en loopings in hun baan maken, stel je de volgende vraag: ‘Denk terug aan de afsluitkaart. Klopte je antwoord op de vraag of loopings invloed hebben op de zwaarte-energie van de knikker?’

    Bespreek met de leerlingen de resultaten van het aanpassen van de baan en hun terugblik op de vraag op de afsluitkaart.

Aanvullend materiaal

  • Lesuitbreiding: knip de aangegeven lijnen op de banen in tot aan de omgevouwen rode stippellijn. Met deze extra inkepingen in de zijwanden kun je met plakband loopings en bochten in de achtbanen maken. Maak je loopings in de baan? Beantwoord dan deze vraag: ‘Denk terug aan de afsluitkaart. Klopte je antwoord op de vraag of loopings invloed hebben op de zwaarte-energie van de knikker?’ Bespreek de resultaten van het aanpassen van de baan en kijk terug op de vraag op de afsluitkaart.

Voor de leerlingen

Bouw een achtbaan en bereken energie

Je bouwt drie achtbaanbanen en meet hoe hoog de knikker start. Met de hoogte en de massa bereken je de zwaarte-energie.

Je hebt nodig

  • Ari
  • werkkaart
  • pen of potlood
  • materiaal voor de achtbaanbanen
  • schaar
  • plakband
  • knikker

Zo ga je te werk

  1. Stap 1: Maak de banen

    Knip de drie achtbaanbanen uit. Vouw ze langs de stippellijnen.

  2. Stap 2: Bouw je achtbanen

    Kies voor elke baan een hellingshoek. Plak de banen aan de muur met de voorbeelden op je werkkaart.

  3. Stap 3: Test de banen

    Laat de knikker een paar keer over elke baan naar beneden rollen. Kijk hoe snel hij beweegt.

  4. Stap 4: Meet de hoogte

    Zet Ari aan en open de Distance-app. Zet Ari bij de startplek van de knikker, met de sensoren naar de grond. Meet de hoogte van de baan. Controleer welke eenheid de app weergeeft en reken de meting zo nodig om naar centimeters.

  5. Stap 5: Meet alle banen

    Meet ook de hoogte van de andere twee banen. Schrijf alle metingen op je werkkaart.

  6. Stap 6: Bereken de zwaarte-energie

    Reken de hoogtes om van centimeters naar meters. Je hebt de massa van de knikker nodig in kilogram. Vraag je docent welke massa je gebruikt. Bereken voor elke baan de zwaarte-energie met: 9,8 m/s² × massa (kg) × hoogte (meter). Schrijf je antwoorden op je werkkaart.

  7. Stap 7: Denk na over loopings

    Bespreek met een klasgenoot welke invloed loopings hebben op de zwaarte-energie. Maak je loopings? Knip dan de aangegeven lijnen in tot aan de omgevouwen rode stippellijn. Maak loopings en bochten met plakband.

Werkkaarten

De werkkaarten zitten in de PDF van deze les. Print ze op 100% (werkelijke grootte), niet op “passend maken”: dan rijdt Ozobot precies over de lijnen.

  • Knipkaart 1 Knipkaart 1
  • Werkkaart 1 Werkkaart 1
  • Werkkaart 2 Werkkaart 2
  • Werkkaart 3 Werkkaart 3
  • Knipkaart 2 Knipkaart 2
  • Antwoordblad 1 Antwoordblad 1
  • Antwoordblad 2 Antwoordblad 2
  • Antwoordblad 3 Antwoordblad 3

Download de les met alle werkkaarten (PDF) (opent in een nieuw tabblad)

Video

Ozobot Ari-lessen: de Distance-app

SLO-leerdoelen

Met deze les werk je aan de volgende leerdoelen voor digitale geletterdheid (computational thinking) van SLO:

Gerelateerde lessen

  • Nieuw4 downloads

    De ontwikkeling van Pangea

    • Groep/klas: Groep 8 – klas 1–2
    • Duur: 45 min
    • Methode: Ari-app

    Ontdek hoe Pangea uiteenviel en continenten door miljoenen jaren verschoven. Je legt puzzels van vijf ontwikkelingsfasen en gebruikt Ari en de Compass-app…

  • Nieuw2 downloads

    Breng de wandelroute in kaart

    • Groep/klas: Groep 8 – klas 1–2
    • Duur: 45 min
    • Methode: Ari-app

    Gebruik Ari als wandelgids: bepaal met de Compass- en Distance-app richtingen en afstanden, vind startpunten met breedte- en lengtegraden en teken drie…

  • Nieuw2 downloads

    Maanfasen met Ari – niveau 2

    • Groep/klas: Groep 7–8 – klas 1–2
    • Duur: 20 min
    • Methode: Ari-app
    • Methode: Kleurcodes

    Ontdek de acht maanfasen en het patroon waarin ze elkaar opvolgen. Kies in de Ari-app kleurcodes voor elke fase en laat Ari…

  • Nieuw3 downloads

    Kennismaken met Ari: kleurcodes (groep 7 en hoger)

    • Groep/klas: Groep 7–8 – klas 1–6
    • Duur: 30 min
    • Methode: Ari-app
    • Methode: Kleurcodes

    Programmeer Ari met kleurcodes en de Color Codes-app. Kies de juiste codes om Ari langs alle aanwijzingen van start naar finish te…