Icon up Overzicht

Vallende steen: deel 1 van een lesbrief

Onderwerp: Kracht en beweging, Modelleren, Rechtlijnige beweging, Weerkunde en oceanografie

Deze bijles/uitleg is een onderdeel van een omvangrijk pakket "natuurkundig modelleren". Voor het totale overzicht van dit materiaal kunt u de overzichtspagina "natuurkundig modelleren" bekijken.

Ontbinden van vectoren in twee componenten. De analytische beschrijving van een vrije val en een horizontale worp.De leerling maakt kennis met een eenvoudig numeriek model. De leerling krijgt inzicht in de effecten van het variëren van de tijdsstap op de uitkomsten van het model. De leerling ziet de effecten op de uitkomsten van het model als hij/zij de volgorde van modelstappen verandert.De leerling maakt kennis met een toepassing van een numeriek model in het onderzoeksveld.

Vallende steen?

Je ziet hier een fimpje van een vallend voorwerp. Het maakt voor de beschrijving van de beweging niet zoveel uit of we het hebben over een steen of over bijvoorbeeld een dartpijltje. Zo zal blijken dat numerieke modellen waar bijvoorbeeld ontwikkelingen in het klimaat worden bepaald in in beginsel lijken op het model van een vallende steen.

Wat denk je? Welk pijltje is eerder op de grond?

Opdracht weer en klimaat

Elk numeriek model is in feite een afgeleide van het numerieke model van een vallend voorwerp. In elke lesbrief komt een andere toepassing aan bod. Laten we dicht bij huis beginnen: het weer. De vragen gaan in op een interview met Gunther Peter Können, hoofd van de afdeling Klimaatanalyse van het KNMI. Lees het interview over weer en klimaatmodellen eerst.

 

Interview met Gunther Peter Können? Klik hier.

Een paar vragen over klimaatmodellen.

a) Maak een print van deze pagina. Gebruik de print naast je beeldscherm. Wel doen!

b) Wat is het verschil tussen een weervoorspelling en een klimaatvoorspelling.

c) Leg kort uit hoe een klimaatmodel werkt.

d) Hoe ontwikkelt het gat in de Ozon laag zich jaarlijks in de maand september.

Opdracht ontbinden en samenstellen van vectoren.

Een klimaat model is een tamelijk complex model. Toch zul je zien dat jij met eenvoudige natuurkunde in staat bent om zelf modellen te schrijven. Het is dan wel handig dat je iets weet over het samenstellen en ontbinden van vectoren. Daar gaat de volgende opdracht over.

Een paar vragen over vectoren.

e) Zoek in je natuurkundeboek op hoe vectorgrootheden kunt samenstellen en ontbinden. Je kunt ook onderstaande animatie bestuderen.

De animatie laat zien hoe je twee vectoren componenten kan optellen met behulp van een parallellogram. Je kunt de pijlen aanpassen met je muis

f) Stel v1 in op 10 m/s onder een hoek van 50 graden.

g) Stel v2 in op 20 m/s onder een hoek van 350 graden.

h) Hoe groot is nu samengestelde vector vs?

i) Leg na het bestuderen van het juiste hoofdstuk in je boek of na het bestuderen van de animatie uit hoe je een vector kan ontbinden met behulp van een parallellogram. Maak bij het gebruik van je uitleg gebruik van schematische voorbeelden.

Vectoren ontbinden? Je kunt met behulp van de animatie bekijken of je methode klopt want ontbinden is in principe het omgekeerde van samenstellen.

j) Hoe luidt de wiskundige stelling die je kan gebruiken bij het berekenen van de grootte van de samensgestelde vector als de twee vectoren haaks op elkaar staan?

deel 1 deel 2 deel 3