Chemie derde graad tso



Dovnload 1.05 Mb.
Pagina15/17
Datum22.07.2016
Grootte1.05 Mb.
1   ...   9   10   11   12   13   14   15   16   17

DIDACTISCHE WENKEN

De proef van Oersted legt het verband tussen elektrische stroom en magnetisme. Vandaar dat we spreken van elektromagnetisme.


De magnetische velden kunnen met ijzervijlsel of met magneetnaaldjes goed aangetoond worden. Kringstroompjes van bewegende elektronen in een atoom veroorzaken elementaire magnetische veldjes.
Toepassingen van elektromagneten vinden we o.a. in de luidspreker, het relais, de magnetische deuropener, …

      1. Krachtwerking van een magnetisch veld op een stroomvoerende geleider

LEERPLANDOELSTELLINGEN

LEERINHOUDEN

  1. De richting en zin van de kracht van een magnetisch veld op een stroomvoerende geleider bepalen.

Lorentzkracht: richting en zin

  1. De grootte berekenen in een concreet geval. (U)

Lorentzkracht: grootte (U)

  1. De sterkte van een magnetisch veld door de magnetische inductie weergeven (U).

Definitie van magnetische inductie (U)

  1. De richting en zin van de kracht van een magneetveld op een vrije lading bepalen en dit toepassen bij een oscilloscoop. (U)

    Kracht op een vrije lading

  1. Het werkingsprincipe van een motor d.m.v. de Lorentzkracht kunnen verklaren.

    Toepassing: het motorprincipe (kracht op een stroomvoerend kader)

DIDACTISCHE WENKEN

De waarde van de magnetische inductie geeft de sterkte van het magnetisch veld aan. De definitie van de magnetische inductie B wordt afgeleid uit de formule van de Lorentzkracht FL = B.I.l.


Eventueel kan men de afbuiging van de elektronenstroom in een oscilloscoop verklaren met de formule F = B.Q.v.
De werking van de elektrische motor is een toepassing van de magnetische krachtwerking.
Op het internet zijn mooie applets te zien die de Lorentzkracht en het motorprincipe via een animatie duidelijk maken:
http://www.walter-fendt.de/ph14nl/lorentzforce_nl.htm en http://www.walterfendt.de/ph14nl/electricmotor_nl.htm

      1. Elektromagnetisch inductieverschijnsel

LEERPLANDOELSTELLINGEN

LEERINHOUDEN

  1. Het ontstaan van een inductiespanning toelichten.

Proef van Faraday

  1. Zin van de inductiespanning bepalen. (U)

Wet van Lenz (U)

  1. Invloed van de fluxverandering op de inductiespanning berekenen. (U)

Algemene inductiewet (U)

  1. Het werkingsprincipe van een generator kunnen uitleggen.

  1. Het ontstaan van wisselstroom beschrijven.

Ontstaan van wisselstroom

  1. Een wisselstroom onderscheiden van een gelijkstroom.

    Onderscheid tussen gelijkstroom en wisselstroom

  1. Vanuit de grafiek het verband tussen de topwaarde en de effectiefwaarde van een wisselspanning toelichten.

Effectiefwaarde

  1. Het transport van elektrische energie beschrijven.

Transformator en energietransport

DIDACTISCHE WENKEN

Als men een spoel en een magneet t.o.v. elkaar beweegt kan een spanning worden geïnduceerd in die spoel: de inductiespanning.


Wijs er de leerlingen in het bijzonder op dat het niet het magnetisch veld op zich is, maar de verandering van flux, die de inductiespanning opwekt.
Het generatorprincipe kan eventueel proefondervindelijk worden aangetoond.
De belangrijkste toepassing van het genereren van een spanning is de generator zoals de alternator en de fietsdynamo. Je wijst hier op het verband tussen het toerental van de generator in de centrale en de netfrequentie van 50 Hz. Eventueel kan je hier aangeven dat frequentie neerkomt op toerental per seconde. Op het internet vind je mooie applets die via een animatie het generatorprincipe illustreren:
http://www.walter-fendt.de/ph14nl/generator_nl.htm
Je kan de betekenis van de effectiefwaarde aantonen met lampjes op gelijk- en wisselspanning, die even sterk branden en hierbij die spanning zichtbaar maken via oscilloscoop of pc met meetinterface. Het wiskundig verband tussen topwaarde en effectiefwaarde kan zo geverifieerd worden.

    1. Krachtenleer

      1. Kracht en beweging

LEERPLANDOELSTELLINGEN

LEERINHOUDEN

  1. Kracht als oorzaak van de verandering van de bewegingstoestand van een voorwerp herkennen.

    Herhaling: kracht als oorzaak van verandering van bewegingstoestand

  1. De gevolgen voor de beweging bij krachten in evenwicht toelichten.

    Gevolgen van krachten in evenwicht inwerkend op een voorwerp (Fres = 0) :rust of eenparig rechtlijnige beweging

  1. Bij een eenparig rechtlijnige beweging de snelheid en de afgelegde weg berekenen en deze beweging grafisch voorstellen.

De E.R.B.:

  1. De gevolgen voor de beweging bij een constante kracht en het begrip versnelling bij een eenparig veranderlijke rechtlijnige beweging omschrijven.

Gevolgen van een constante kracht: de E.V.R.B.
Het begrip versnelling bij een E.V.R.B

  1. Bij een E.V.R.B. met v0 = 0 de snelheid en de afgelegde weg berekenen en deze beweging grafisch voorstellen.

De E.V.R.B.:

  • snelheid, afgelegde weg

  • x(t)-, v(t)- en a(t)-diagram

DIDACTISCHE WENKEN

Het begrip kracht is reeds gekend via zijn statische en dynamische omschrijving nl. als oorzaak voor de vervorming van een star lichaam en als oorzaak voor de snelheidsverandering van een voorwerp. De statische uitwerking van een kracht is uitvoerig aan bod gekomen in de tweede graad. Indien de kracht of de resultante van de krachten op een lichaam nul is, zal het in rust zijn of geen snelheidsverandering of richtingsverandering ondergaan en dus een eenparig rechtlijnige beweging uitvoeren. Bij de behandeling van de E.R.B. definiëren we het begrip snelheid. In het leerlingenpracticum kan dit verder ingeoefend worden met de beweging van een luchtbel in een vloeistofbuis. Het begrip versnelling wordt gedefinieerd als de verandering van de snelheid per tijdseenheid. Niet elke versnelde beweging is dus eenparig (“gelijkmatig”) versneld. Als je met je fiets optrekt dan zal meer dan waarschijnlijk de snelheid niet gelijkmatig toenemen. Wanneer de versnelling constant is, spreken we van een eenparig (“gelijkmatig”) veranderlijke beweging.


Door middel van een demonstratie van de E.V.R.B. met v0 = 0 en de bijgaande grafische voorstelling van snelheid en afgelegde weg stellen we de formules voor deze grootheden op uitgaande van de kennis van de wiskundige vergelijking van een rechte en een parabool. Het is aangewezen de proeven uit te voeren met de pc met een meetinterface, waardoor de grafieken direct beschikbaar zijn. Als voorbeeld kan de vrije val besproken worden. Hierbij wordt a vervangen door g, die we de valversnelling noemen.

Mogelijke leerlingenpractica omtrent kracht en beweging vind je onder 4.8.



      1. De beginselen van Newton

LEERPLANDOELSTELLINGEN

LEERINHOUDEN

  1. Het eerste beginsel van Newton uitleggen dor middel van voorbeelden van systemen in rust of in eenparige beweging.

Het traagheidsbeginsel

  1. De invloed van de resulterende kracht en van de massa op de verandering van de bewegingstoestand van een voorwerp kwalitatief en kwantitatief beschrijven.

    Fres = m.a : het onafhankelijkheidsbeginsel van krachten

  1. Met het tweede beginsel van Newton de eenheid van kracht toelichten.

De eenheid van kracht

  1. Het derde beginsel van Newton omschrijven en bij een gegeven situatie de beide krachten op de verschillende lichamen aanwijzen.

Het beginsel van actie en reactie

DIDACTISCHE WENKEN

In het hoofdstuk kracht en beweging hebben we kracht beschreven als de oorzaak van de verandering van de bewegingstoestand van een voorwerp. De bewegingstoestand veranderde niet indien de resulterende kracht op het voorwerp gelijk was aan nul. In dat geval zal dat voorwerp met zelfde snelheid rechtlijnig doorgaan of in rust blijven. Deze omschrijving is eigenlijk het eerste beginsel van Newton of het traagheidsbeginsel. Vanuit hun ervaringswereld kan men de leerlingen zelf laten verwoorden dat grotere massa’s moeilijker in beweging of moeilijker tot rust gebracht worden. Deze vaststelling leidt tot een andere formulering van het eerste beginsel nl.: massa is traag.


Het eerste beginsel houdt in dat er alleen dan een verandering van bewegingstoestand optreedt als er een resulterende kracht op een voorwerp wordt uitgeoefend die niet gelijk is aan nul.
Het tweede beginsel van Newton leert ons dat er een samenhang is tussen de grootheden kracht, massa en versnelling en ook hoe die relatie er uit ziet. Indien er meerdere krachten gelijktijdig op een lichaam inwerken leveren ze onafhankelijk van elkaar elk hun respectievelijke bijdrage tot de verandering van bewegingstoestand (= onafhankelijkheidsbeginsel van krachten).
Tenslotte leert men via het derde beginsel dat krachten altijd in paren optreden. Belangrijk hierbij is erop te wijzen dat de twee krachten niet alleen even groot zijn en tegengesteld, maar dat ze bovendien aangrijpen op twee verschillende lichamen zodat ze elkaar nooit kunnen opheffen (ze hebben dus geen resultante). Het is aangewezen te spreken van actiekracht en reactiekracht (en niet van actie en reactie) om te vermijden dat leerlingen dit interpreteren in termen van oorzaak en gevolg. Je kunt het derde beginsel aanschouwelijk maken door twee gelijke dynamometers horizontaal met elkaar te verbinden en het geheel uit te rekken: de dynamometers zullen beide dezelfde waarde voor de ondervonden kracht aanwijzen. Het beginsel van actie en reactie is één van de meest bekende, maar minst begrepen items uit de fysica. Zo is het voor de leerling eigenaardig dat de kracht van de aarde op zijn lichaam even groot is als de kracht van zijn lichaam op de aarde. Wij vallen naar de aarde toe en niet andersom. De krachten zijn weliswaar even groot, maar de versnelling is afhankelijk van de massa.
Een lichaam dat ergens op steunt ondervindt van die steun een kracht, de normaalkracht.
Een lichaam dat ergens aan hangt, ondervindt van de ophanging een kracht, de spankracht.
Het is eveneens belangrijk bij het inoefenen van deze leerstof zoveel mogelijk gebruik te maken van contexten die leefwereld- en samenlevingsgerichte situaties beschrijven (bv. beweging en verkeer of beweging en sport).

Mogelijke leerlingenpractica omtrent de beginselen van Newton vind je onder 4.8.



      1. Gravitatiekracht, zwaartekracht en gewicht

LEERPLANDOELSTELLINGEN

LEERINHOUDEN

  1. De begrippen gravitatiekracht, zwaartekracht en gewicht omschrijven.

    Gravitatiekracht
    Zwaartekracht: zwaartepunt, zwaarteveldsterkte en factoren die de zwaarteveldsterkte beïnvloeden
    Gewicht

DIDACTISCHE WENKEN

De zwaartekracht werd reeds in de tweede graad ingevoerd via Fz = m.g waarbij g de zwaarteveldsterkte werd genoemd. Hier krijgt g ook de betekenis van de valversnelling.


De equivalentie van N/kg en m/s² wordt via de definitie van de newton verduidelijkt.
Uit de gravitatiewet van Newton toegepast op de aarde en een voorwerp in zijn nabijheid halen we g, waarna een bespreking volgt van de verschillende factoren die g beïnvloeden.
Het onderscheid tussen massa en gewicht en tussen gewicht en zwaartekracht wordt hier extra onderstreept. Het gewicht van een lichaam is de kracht die een lichaam op zijn omgeving, bv. zijn steunvlak of zijn ophangpunt, uitoefent. Veel leerlingen hebben een verkeerd beeld van wat precies gewichtsloosheid inhoudt. Concrete voorbeelden, zoals bv. het verschil tussen gewicht en zwaartekracht bij een parachutist in vrije val, kunnen hier verhelderend werken.

      1. Arbeid, vermogen en energie

LEERPLANDOELSTELLINGEN

LEERINHOUDEN

  1. De begrippen arbeid en vermogen omschrijven.

Herhaling: arbeid en vermogen

  1. Bij energieomzettingen de aard van de mechanische energie aangeven en met de formules berekeningen uitvoeren.

Kinetische energie en gravitationele potentiële energie

  1. Het beginsel van behoud van energie toepassen bij het opstellen van een energiebalans van een mechanisch systeem.

    Beginsel van behoud van energie toepassen bij energieomzettingen in het zwaarteveld

DIDACTISCHE WENKEN

De formules voor de gravitationele potentiële energie en de kinetische energie laten een kwantitatieve behandeling toe. Het beginsel van behoud van energie betekent dat voor een geïsoleerd systeem de som van potentiële en kinetische energie constant is. In de meeste gevallen wordt door de wrijvingskracht energie onder de vorm van warmte afgegeven aan de omgeving (degradatie van de energievorm).



    1. Trillingen en golven

      1. De E.C.B.

LEERPLANDOELSTELLINGEN

LEERINHOUDEN

  1. De begrippen periode, frequentie, omtreksnelheid en hoeksnelheid omschrijven en toepassen bij een E.C.B.

De E.C.B.

  • Begrip

  • Periode en frequentie

  • Omtreksnelheid, hoeksnelheid en verband

  1. In concrete gevallen de functie van de centripetale kracht uitleggen en berekenen.

  • Centripetale kracht

DIDACTISCHE WENKEN

De E.C.B. wordt behandeld met het oog op het invoeren van de harmonische trilling.


Om aan te geven dat er wel degelijk versnelling is bij E.C.B., moeten we beroep doen op het vectorieel karakter van de snelheid. Er is immers een voortdurende verandering van richting. De netto kracht die werkt op een massa die in een cirkelbaan beweegt is een kracht naar het centrum. De benodigde centripetale kracht wordt bv. geleverd door de spankracht van het touw op de massa die we rondslingeren, of door de zwaartekracht van de zon op de planeten, of door de wand van een draaiende trommel in de centrifuge, of door de wrijvingskracht van de banden met het wegdek bij een wagen in een bocht, ...
Het maken van rekenopdrachten is hier niet de bedoeling. Het gaat om een conceptuele behandeling.

      1. De harmonische trilling

LEERPLANDOELSTELLINGEN

LEERINHOUDEN

  1. De wiskundige voorstelling van een puntmassa bij een harmonische trilling in concrete gevallen kunnen hanteren.

  2. Met behulp van de grafische voorstelling van een harmonische trilling in concrete gevallen de uitwijking, periode, frequentie, amplitude, pulsatie, beginfase bepalen.

De harmonische trilling:

  1. De formule voor de periode bij een massa-veersysteem toepassen.

    Formule voor de periode bij een massa-veersysteem

DIDACTISCHE WENKEN

De definitie van de harmonische trilling wordt ingevoerd via projectie van een E.C.B. De uitwijking van een trillende massa aan veer kan experimenteel bepaald worden via de pc m.b.v. een zogenaamde “waterpotentiometer”. Hiermee kan de gedempte trilling worden aangetoond. De nadruk ligt eerder op de grafische voorstelling dan op de wiskundige voorstelling.


Met een “trilvork” wordt via demping het vloeistofniveau in vloeistoftanks gemeten. Deze wordt toegepast om een minimum, maximum niveau te detecteren in tanks en in leidingen. De trilvork is voorzien van een piëzo-elektrisch kristal. De vork trilt op zijn mechanische resonantiefrequentie. Wanneer de trilvork in contact komt met het product wordt de trilling gedempt. Deze verandering wordt door elektronica omgezet in een schakelbevel.

      1. Lopende golven

LEERPLANDOELSTELLINGEN

LEERINHOUDEN

  1. Een lopende golf als een voortplanting van een harmonische trilling kwalitatief omschrijven.

Lopende golven
Soorten

  • longitudinale/transversale

  • mechanische/elektromagnetische

  1. Het begrip golflengte kwalitatief en kwantitatief omschrijven.

Golflengte

  1. De golfvergelijking toepassen. (U)

De golfvergelijking (U)

  1. Energieoverdracht bij een lopende golf en de afname van de intensiteit als functie van de afstand toelichten.

Energie en intensiteit

  1. Absorptie, terugkaatsing, breking, buiging en interferentie beschrijven.

    Absorptie, terugkaatsing, breking, buiging en interferentie

DIDACTISCHE WENKEN

Hoewel er mooie computeranimaties op de markt zijn, zijn een lang touw en een slinkyveer nog altijd zeer eenvoudige en doeltreffende media om het begrip golf en golflengte in te voeren. Via een dik touw kan men alluderend op v = λ.f mooi aantonen dat golflengte en frequentie omgekeerd evenredig zijn met elkaar. Het is aan te raden de verschillende begrippen voortdurend te illustreren in verschillende soorten van golven: op een touw, in een veer, op een wateroppervlak, bij geluid. Bij de afname van de intensiteit kan men er op wijzen dat bv. bij een puntvormige geluidsbron een verdubbeling van de afstand tot de bron een vier keer zo kleine intensiteit tot gevolg heeft.


De terugkaatsings- en brekingswetten, die in de optica werden behandeld, zijn ook geldig voor alle golven. Het al of niet optreden van buiging wordt bepaald door de grootte van de hindernis of de opening in vergelijking met de golflengte. De begrippen constructieve en destructieve interferentie worden kwalitatief aangebracht vanuit het faseverschil waarmee verschillende in een bepaald punt aankomen. Je kan dit vrij goed laten zien aan de hand van bepaalde applets zoals bv. bij http://www.walter-fendt.de/ph14nl/interference_nl.htm

      1. Staande golven (U)

LEERPLANDOELSTELLINGEN

LEERINHOUDEN

  1. De terugkaatsing aan een vast en aan een vrij uiteinde toelichten. (U)

Terugkaatsing aan een vrij en aan een vast uiteinde (U)

  1. Het verschijnsel staande golven beschrijven aan de hand van staande golven op een touw. (U)

Staande golven op een touw (U)

  1. De opeenvolgende frequenties waarbij staande golven voorkomen aantonen. (U)

Staande golven bij geluid in een buis (U)


1   ...   9   10   11   12   13   14   15   16   17


De database wordt beschermd door het auteursrecht ©opleid.info 2017
stuur bericht

    Hoofdpagina