FysicaVoor natuurwetenschappen

1e en 2e graad

Wat ?

• Leerkrachten

natuurwetenschappen nodige

achtergrond geven om fysica

optimaal te verwerken in de lessen

natuurwetenschappen.

• Inhoudelijke versterking,

didactische tips & tricks.

Inhoud van nascholing

Beweging en kracht

Energie

Materie

Straling

Aanbevolen lectuur

Conceptual

Physics

Paul Hewitt

Wie ?

Jouri Van Landeghem

• Lector fysica en

natuurwetenschappen

• Onderzoeksdomeinen :• Mobile devices in STEM

• Geïntegreerd wetenschapsonderwijs

Welke bal is het “snelst”

beneden ?

Terminologie is cruciaal ! => CONFLICTEN MET SPREEKTAAL

Beweging

BEWEGING

wijzigt positie

Gedurende zekere tijd

Beweging is relatief !

Positie

O

• Oorsprong of referentiepunt O• Zin• Coördinaat x

x

Verplaatsing

O x0 x1

Wat is de eenheid van deze grootheid ? Kan deze negatief zijn ?

Verplaatsing versus

afgelegde weg

Elke staat op t0 op x0 = 5 m, gaat dan

naar x = 10 m om terug te keren om

op t1 te eindigen op x1 = 7 m.

Wat is haar verplaatsing x ?

Wat is afgelegde weg s ?

Snelheid

Snelheid =Verplaatsing

Tijd

Eenheid ? Kan deze negatief zijn ?

Het x,t diagram

Proefondervindelijk : “Constant

velocity cart”

• Met metronoom

• Met sensoren

• Met video-analyse

Oefeningen op x,t-

diagrammen

Match the graph !Teken x,t –diagramvan beweging doorpersoon vooraan…

Snelheidsvector

Geeft grootte aan

van snelheid op

specifiek moment

Geeft aan naar

waar voorwerp

beweegt.

Versnelling

Als snelheids-

vector wijzigt,

ondergaat

voorwerp

versnelling

Rangschik snelheid van

laag naar hoog

Welke bal komt eerst aan

?

Waar neemt snelheid toe,

maar versnelling af ?

Krachtwerking

Juist of fout ?

• Beweging veronderstelt kracht.

• Hoe groter de inwerkende kracht, hoe groter

de snelheid.

• Zonder kracht komen alle voorwerpen tot rust.

• Iemand kan veel kracht hebben. Kracht is dus

een eigenschap van een persoon of voorwerp.

• De zwaartekracht trekt even hard aan alle

voorwerpen.

Twee metalen ballen zijn even groot, maar de

massa van de ene is twee keer zo groot als die

van de andere. De ballen worden vanaf de

tweede verdieping van een gebouw tegelijkertijd

naar beneden gegooid. De tijd die verstrijkt

voordat de ballen de grond raken is:

A. Voor de zware bal ongeveer de helft van de tijd vergeleken met de lichte.

B. Voor de lichte bal ongeveer de helft van de tijd vergeleken met de zware.

C. Voor beide ballen ongeveer even lang.

D. Aanzienlijk korter voor de zwaardere bal, maar niet noodzakelijk de helft van de tijd.

E. Aanzienlijk korter voor de lichtere bal, maar niet noodzakelijk de helft van de tijd.

Wie oefende de grootste

kracht uit ?

Een grote vrachtwagen en een klein

personenautootje botsen frontaal tegen elkaar op.

Tijdens de botsing,

A. Oefent de vrachtwagen een grotere kracht uit op de auto dan de auto op de vrachtwagen.

B. Oefent de auto een grotere kracht uit op de vrachtwagen dan de vrachtwagen op de auto.

C. Er wordt helemaal geen kracht uitgeoefend; de auto wordt verpletterd door de vrachtwagen omdat hij in de weg zit.

D. De vrachtwagen oefent een kracht uit op de auto maar de auto oefent geen kracht uit op de vrachtwagen.

E. De vrachtwagen oefent een even grote kracht uit op de auto als de auto op de vrachtwagen.

Een steen die vanaf de eerste verdieping van een

gebouw op de grond valt

A. Bereikt zijn grootste snelheid al snel na het

begin van de val en valt daarna met constante

snelheid.

B. Versnelt gedurende zijn val, voornamelijk

omdat de zwaartekracht sterker wordt

naarmate de steen dichter bij de aarde komt.

C. Versnelt als gevolg van de constante

zwaartekracht die erop werkt.

D. Valt als gevolg van de inwendige neiging van

alle voorwerpen om naar de aarde te vallen.

E. Valt als gevolg van een combinatie van de

zwaartekracht en de luchtdruk die hem naar

beneden duwt.

Een auto met caravan erachter bevestigd,

versnelt met 0,2 m/s². In dit geval ...

A. … trekt de auto harder aan de caravan dan de

caravan aan de auto, omdat de auto een

motor heeft.

B. … trekt de auto even hard aan de caravan

dan de caravan aan de auto.

C. … trekt de caravan harder aan de auto dan de

auto aan de caravan, maar dit wordt

gecompenseerd door de motor in de auto.

D. … trekt de auto harder aan de caravan dan de

caravan aan de auto, maar dit wordt

gecompenseerd door de wrijving.

We love physics !

Wat maakt fysica zo

moeilijk ?

Grote graad van abstractie

• Werken met aanschouwelijke modellen !

Conflicten met intuïtieve denkbeelden

• Leerkracht moet er bewust van zijn.

• Misconcepties expliciet behandelen.

Mr. Newton

Eerste wet : wat is een

kracht ?

Een voorwerp in rust blijft uit zichzelf in rust.

Een voorwerp in beweging blijft uit zichzelf in rechte lijn bewegen met een constante snelheid.

Om een voorwerp te versnellen, vertragen of af te buigen, is een externe oorzaak nodig : een

KRACHT.

Door… op…

Kracht = externe oorzaak

Geen voorwerp-eigenschap

De kracht wordt uitgeoefend door man op kist.

Kracht = vector

Aangrijpingspunt

Richting

Zin

Grootte

Samenstellen van krachten

F 1F 1

F 2F 2

F 2F 2

F 1 F 1

F 1F 2F 1F 2

Kracht…

Kracht is de oorzaak van wijziging van bewegingstoestand. (Dynamische werking)

Kracht is de oorzaak van vervorming (Statische werking)

Tweede wet : oorzaak en

gevolg

Snelheid is gevolg van

kracht ?

Massa bepaalt gevolg

Derde wet van Newton

Als A op B een kracht uitoefent, oefent B op A een kracht uit.

Krachten zijn even groot

Krachten zijn tegengesteld gericht.

Grijpen aan op verschillende voorwerpen.

Wat komt eerst beneden ?

Zwaartekracht

Twee massa’s trekken elkaar aan.

Door grote massa Aarde merken we alleen aantrekking door Aarde

Grootte recht evenredig met massa’s.

Neemt af met toenemende afstand.

Gewicht en normaalkracht

Gewicht : kracht door voorwerp op steunvlak

Normaalkracht : kracht door steunvlak op voorwerp.

Wrijving tussen

contactoppervlakken

Luchtweerstand

Elektro-statische kracht

“Magnetische” kracht

“Elektro-magnetische”

kracht

Veel voorkomende

misconcepties• Zonder netto inwerkende kracht, vertraagt een

voorwerp om uiteindelijk tot stilstand te

komen.

• “Passieve” krachten bestaan niet.

• Leerlingen aanvaarden derde wet van Newton

niet.

• Kracht is eigenschap van een voorwerp.

• Verwarring oorzaak en gevolg.

• Zwaartekracht stopt buiten de atmosfeer.

• De aarde trekt even hard aan alle voorwerpen.