Onder- midden- en bovenbouw basisschool?

Groet, Jan

Ja, inderdaad onder- midden en bovenbouw van de basisschool

Een bal die je laat vallen zet zijn zwaarte-energie (vanaf een hoogte) om in bewegingsenergie (versnelde val naar beneden).

Op de grond aangekomen kunnen er 3 dingen gebeuren bij 3 soorten ballen:

-onvervormbare bal: deze neemt geen energie op doordat het niet vervormt
- elastische bal: deze neemt tijdelijk energie op door veerkrachtig te vervormen maar geeft die energie weer terug door terug te veren in originele vorm en daarmee de bal weer omhoog te veren
- vervormbare bal: deze kan een deel van de bewegingsenergie permanent overnemen door permanent te vervormen.

De onvervormbare bal is meestal een stalen kogel. Die is nauwelijks in te drukken en ook niet te vervormen. Die zal bij een harde ondergrond dan ook alleen in richting omkeren: het behoud alle energie.
Een elastische bal is een goed opgepompte, gladde, ronde bal. Die veert in bij landing en zet zich daarna weer af omhoog. De energie bij indeuking wordt weer teruggegeven bij afzetten.
De vervormbare bal is meestal een lekke bal. Bij landing deukt die in, veert niet of nauwelijks terug. De energie wordt permanent gebruikt bij het vervormen van de bal.

Naast de bal is ook de ondergrond van belang:
- harde ondergrond: neemt geen energie op van de bal en vervormt niet. Alle energie blijft bij de bal.
- zachte ondergrond: een deel van de energie van de bal wordt permanent afgenomen om de ondergrond te vervormen (er ontstaat een kuil). De rest wordt aan de bal teruggegeven (die stuitert weer omhoog, maar veel minder hoog) (Bijv. bal die op gras of een stevig (nat?) zand valt)
- slappe ondergrond: alle energie wordt van de bal afgenomen en compleet gebruikt om de ondergrond te vervormen. (Bijv. bal die op een zacht kussen valt)

                                slappe grond        stevige grond       onvervormbaar

onvervormde               blijft liggen.       stuitert beetje.       stuitert evenhoog
bal                           grond vervormt   grond vervormt     grond onveranderd
                                                           minder

elastische                blijft liggen           stuitert meer          stuitert evenhoog
bal                          grond vervormt    grond vervormt      grond onveranderd

slappe bal               blijft liggen.         blijft liggen             blijft liggen
                             bal vervormt        bal vervormt meer  bal vervormt
                                                                                     meest        
                             grond vervormt    grond vervormt       grond 
                                                        beetje                   onveranderd

Dank voor uw reactie!

Mag ik als vmbo-natuurkundedocent een onderwijskundige duit in het zakje doen?

Laat ze zich verwonderen.
Leer ze dingen vergelijken, en daarbij kritisch te kijken naar- en nadenken over de mogelijke oorzaken van de verschillen.
Maar ga alsjeblieft niet proberen uit te leggen, laat staan met onbegrepen abstracties als "energie", natuurkundige termen als "absorberen" en zo gooien. Afleren is moeilijker dan aanleren.

Leer ze bij jullie alsjeblieft goed geautomatiseerd rekenen. Leer ze alsjeblieft fatsoenlijk begrijpend lezen. Want als mijn leerlingen ergens op struikelen, en niet alleen bij natuurkunde en ook niet alleen op het vmbo, dan is dat op die laatste twee punten.

Groet, Jan vld

Dag Jan van de Velde, 
Het is ook zeker niet mijn bedoeling om de kleuters al die moeilijke termen aan te leren. Het doel van de opdracht is dat de kinderen een kringgesprek gaan houden over de stuiterende ballen. De kinderen gaan daar met elkaar over praten en dan gaan wij onderzoeken of het waar is. Ik moet het alleen voor mijn verslag uitwerken op hoger niveau en kunnen onderbouwen hoe ik dat zou kunnen uitleggen voor de kinderen. 

Verder ga ik ook nog een proefje doen over zinken en drijven. 1 opdracht met alleen water en 1 opdracht met stroop en olie erbij. Dus dan kunnen zij zien wat er gaat gebeuren. Het gaat mij inderdaad ook om de beleving van de kinderen en ik vind al die moeilijke woorden ook niks voor kinderen. Gaat erom dat zij zien dat een bal minder goed stuitert op een zachte ondergrond. 
In iedergeval bedankt voor uw reactie en feedback!

Hoe heb je het uitgelegd nu aan de kinderen dan ?
ik moet dit namelijk ook doen voor groep 3/4

VMBO? Ik had u ingeschat op vwo 5-6 op basis van de beantwoorde vragen op deze site.

Ik doe mijn les morgen over stuiteren, maar ik weet nog niet precies hoe ik moet uitleggen waarom de ene bal hoger stuitert dan de andere. Het nadeel is dat het groep 4 is, ik kan dus geen lastige dingen uitleggen

Eerst had ik een poster gemaakt met beweringen. Daar hebben we een gesprek over gehad. Waarom denken zij dat een bal hoger stuitert op een stenen grond dan in een bak water.Ik ben met het groepje kinderen naar buiten gegaan. En heb het met ze uitgetest op verschillende ondergronden. Een stenen grond, het zand, water en rubberen tegels. Ik heb vooral de kinderen dingen laten bedenken en daar heb ik op gereageerd.

Dat heet in onderwijskundige termen "boven de stof staan". Je merkt in dit draadje dat het lastig is om iets te onderwijzen als je zelf niet beduidend meer snapt dan je moet uitleggen. En je hebt hier juist een heel ingewikkeld concept te pakken, n.l. energie. En dan specifiek energieverlies naar warmte a.g.v. inwendige wrijving tussen de atomen of  moleculen bij vervorming, en die moet zo klein mogelijk zijn. Probeem is dat dat de veroorzaakte temperatuurverhoging nauwelijks zichtbaar te maken is.

En dat dan combineren met "veerkracht"(slecht woord, het Engelse "springiness" komt er dichterbij) waarmee we dan bedoelen hoe snel een stof/voorwerp volledig terug in vorm kan komen als de kracht minder wordt. Een schuimmatras komt na enige tijd wel terug in vorm maar dat duurt véél langer dan zo'n stuit en dus komt al die energie niet meer beschikbaar om het vallende voorwerp terug omhoog te duwen. Probleem met waarnemen dáárvan is dat het draait om micrometers en microseconden meer of minder, en dat dus ook nagenoeg onzichtbaar is. 

Slowmotionfilmpjes laten wel zien wát er gebeurt, maar natuurlijk nog steeds niet waaróm. 

https://www.youtube.com/watch?v=zd2V4_FNMls

speel deze eens af op halve snelheid, stel je zo in op Youtube:




Je ziet dan dat de bal veel meer vervormt dan je zou denken, maar omdat de hele stuit in een honderdste van een seconde gebeurt zien we dat normaal niet. Wat je ook nu in slow motion ziet is dat de bal na het terug loskomen inwendig nog een tijdje naveert: en dat is beweging, energie, die niet meer ten goede kan komen aan de snelheid van de bal, omdat het nu te laat is om zich met die beweging ergens tegen af te zetten. Een tennisbal is dus minder "springy" dan je op het eerste gezicht zou denken, terug in vorm komen duurt te lang :( .

Als je meetelt met de milliseconden die meelopen in beeld zie je dat de bal in ongeveer 10 ms van de bovenkant van het beeld naar onder valt. Terug omhoog komt hij in 10 ms maar half zo ver: de helft van de snelheid is eruit. 

Hier kun je zien dat bij een smash zo'n Tennisbal eventjes maar net zo dik meer is als het frame van de racket
https://www.youtube.com/watch?v=VHV1YbeznCo


zelfs een golfbal, knijp er maar eens in, lijkt bikkelhard:
https://www.youtube.com/watch?v=00I2uXDxbaE

hier een golfbal met ruim 200 km/h
https://www.youtube.com/watch?v=AkB81u5IM3I

En dan hebben we alleen nog naar de ballen gekeken. Een biljartbal is zéker minstens even "springy" als een golfbal. Laat maar eens een biljartbal tegen een andere rollen, de andere gaat bijna zonder snelheidsverlies verder. 

Maar de biljartbal zal op de meeste ondergronden minder goed stuiteren: 

https://www.youtube.com/watch?v=cj45HJ5n6L8

Bal is zwaarder, maar ook harder en zal daardoor door de ondergrond minder makkelijk terug omhoog te duwen zijn.
Dat veroorzaakt drukgolven in het materiaal, ook weer veel onzichtbare energie die niet terugkomt. Kijk bijvoorbeeld naar wat een honkbal doet met een knuppel die buiten de "sweet spot" geraakt wordt
https://www.youtube.com/watch?v=QFlEIybC7rU (v.a. 4:30) 
In slow motion lijkt die knuppel wel van rubber. 

 Een koppel 17-jarige VWO'ers gaan nog véél moeite hebben hier een fatsoenlijk profielwerkstuk over te maken. Dus ja, leg dat allemaal eens uit aan een achtjarige. 


Lijkt mij: niet teveel proberen uit te leggen. Laat maar zien en proberen, verwondering is denk ik nog wel de mooiste oogst die je eruit kunt halen. Dan blijft die waarom-vraag misschien nog wel hangen ook totdat ze eraan toe zijn met de concepten om te gaan. 

En nogmaals dringend verzoek:

<sub>Mag ik als vmbo-natuurkundedocent een onderwijskundige duit in het zakje doen?

Laat ze zich verwonderen.
Leer ze dingen vergelijken, en daarbij kritisch te kijken naar- en nadeken over de mogelijke oorzaken van de verschillen.
Maar ga alsjeblieft niet proberen uit te leggen, laat staan met onbegrepen abstracties als "energie", natuurkundige termen als "absorberen" en zo gooien. Afleren is moeilijker dan aanleren.

Leer ze bij jullie alsjeblieft goed geautomatiseerd rekenen. Leer ze alsjeblieft fatsoenlijk begrijpend lezen. Want als mijn leerlingen ergens op struikelen, en niet alleen bij natuurkunde en ook niet alleen op het vmbo, dan is dat op die laatste twee punten.</sub>

Groet, Jan