De hefboom, een nieuw soort boom?

Eindtermen 

• Wet. & techniek
  • 2.6
  • 2.8

VVKBaO

• IVoc3
• OWte2
• TOmn2

OVSG

• Wereldoriëntatie
  • WO-NAT-04.16
  • WO-TEC-01.06
  • WO-TEC-01.07

​​​​​​​GO!

• Wereldoriëntatie
  • 33204
  • 33207
  • 33219
  • 33304
  • 33404

SYSTEMATISCH ONDERZOEK

Laat de kinderen eerst hun testmethode verwoorden.  Laat ze nadenken over het aantal variabelen tussen twee testmethodes.

• Wat kunnen we met onze last doen ? (we kunnen die vooraan of eerder achteraan in de kruiwagen laden)
• Mogen we de last veranderen tijdens onze test ? Waarom niet ? (nee, want anders kan je niet voelen of de plaats van de last wel een verschil uitmaakt)
• Is het belangrijk dat dezelfde leerling de test uitvoert ? Waarom ? (niet iedereen beschikt over dezelfde kracht.  Wat voor iemand licht lijkt, kan voor iemand anders zwaar zijn.)

Laat de kinderen nu per twee uittesten.  Bijv.  Er mag een leerling gaan zitten in de kruiwagen en een andere leerling rijdt twee maal met de kruiwagen. De ene keer zit de leerling vooraan en de ander keer achteraan.

(ander voorbeeld : We vullen de kruiwagen met exact dertig schoppen kuilmaïs.  De eerste keer plaatsen we het grootste gewicht boven het wiel, de tweede keer dicht bij de handvaten.)

Stel hierbij onderstaande vragen.

• Hoe voelde het aan ?
• Wat voelde het makkelijkst aan ? Wat voelde het moeilijkst aan ?
• Kon je ook nog versnellen ?
• Waaraan ligt het verschil, volgens jullie ?

Hier zit iets meer achter. Dit is het hefboomeffect. Met een hefboom kunnen zware lasten met een kleine macht verplaatst worden.

Bij een hefboom hebben we het steunpunt, de last en de macht.

- Wat zou de last zijn? (de leerling – voorwerp dat je wilt optillen, verplaatsen, doorknippen…)

- Wat zou de macht zijn?

(de kracht van de leerling die de kruiwagen vervoert – de kracht waarmee je knijpt, trekt of duwt)

- Wat is het steunpunt? (het wiel dat steunt op de grond – het punt waarrond de hefboom draait)

Geef drie leerlingen een sticker en laat hen de sticker op de juiste plaats plakken. Bespreek nadien of de stickers op de juiste plaats hangen.

We weten nu nog niet alles. Er bestaat ook een lastarm en een machtarm.

LASTARM

De lastarm is de afstand van het steunpunt naar de last.

- Welke afstand is dit dan? Tussen welke twee voorwerpen? (van het wiel tot aan onze ‘lastpost’ in de kruiwagen)

MACHTARM

Er bestaat ook een machtarm.

- Wat zou de machtarm met elkaar verbinden? (de macht en het steunpunt)

- Welke afstand is dat dan? Tussen welke twee voorwerpen? (van het wiel tot aan de handvaten)

LASTARM VS. MACHTARM

- Welke arm is de langste? De machtarm of de lastarm?

Als je machtarm langer is dan de lastarm, dan kan er gemakkelijk iets opgeheven worden.

- Kunnen we de grootte van de machtarm wijzigen bij deze kruiwagen? (niet echt, tenzij we de handvaten gaan verlengen of stokken in de handvaten gaan steken)

Deze staat vast van het wiel tot aan de handvaten. We kunnen de machtarm wel korter maken door onze handen voor de handvaten te plaatsen.

- Wordt het dan makkelijker om een last te vervoeren ? (bijlange niet, want dan verkorten we onze machtarm)

- Kunnen we de lastarm langer of korter maken? (ja, want we kunnen het voorwerp op een andere plaats leggen, vooraan of achteraan)

- Moet onze lastarm zo kort of zo lang mogelijk zijn? (zo kort mogelijk)

- Waar plaatsen we dus de last in de kruiwagen? (vooraan op de kruiwagen. Zo maken we de lastarm korter.)

TRIGGER

Hierna kunnen de kinderen best wel aan het werk. 

Zoek zoveel mogelijk werkjes waarbij het toepassen van de kennis van hefbomen belangrijk is. 

- hanteren van schop, borstel of riek (ook hier zorgt de lange machtarm voor minder krachtverlies en comfortabel werk)

- herstellen van houten kisten of afsluitingen (het gebruik van hamer en nijptang zijn instrumenten waarin het hefboomprincipe heel duidelijk aantoonbaar is).

- snoeiwerk (de grootte/lengte van de machtarm bepaalt hoe dik de takken kunnen zijn).

Laat de kinderen zoveel mogelijk verwoorden wat ze doen, wat ze voelen en gebruik hierbij de correcte terminologie (macht, last, machtarm, lastarm), ook van het werkmateriaal (klauwhamer, nijptang, koevoet,…), bijv.

- Waar houden we de hamer / de nijptang vast ?

- Waarom houden we die zo ver mogelijk van de nagel vast ?

- Hoe trekken we een nagel uit het hout ?

- Hoe slaan we een spijker in het hout ?

REFLECTIE en INTERACTIE

Tijdens de reflectie worden de taken nog eens overlopen en op kwaliteit geëvalueerd.  (Hoe verliep het werk ? Wie had hulp nodig ? Hoe heb je dat geregeld ? Hoeveel tijd was er voor die taak nodig ?...)

Maar er wordt ook teruggeblikt op werkjes die heel specifiek aan de werking van de hefbomen gelinkt kunnen worden, bijv.

- Waar houden we de hamer / de nijptang vast ? (Zo ver mogelijk van de nagel vandaan.)

- Waarom houden we die zo ver mogelijk van de nagel vast ? (Op die manier hebben we een lange machtarm.)

- Hoe trekken we een nagel uit het hout ? (Om een spijker uit te trekken plaatsen we de bek zo dicht mogelijk bij het houtoppervlak, we knijpen de bek dicht met behulp van de benen en gebruiken de tang als hefboom.  Eigenlijk trekken we de nagel niet uit het hout, maar we plooien de nagel naar ons toe.  De bek van de nijptang blijft dus steeds op het hout rusten = steunpunt.)

- Hoe slaan we een spijker in het hout ? (We botten de nieuwe nagel door even met de hamer op de punt te slaan.  We houden in de ene hand de hamer bij de steel zo ver mogelijk van de hamerkop.  Met de andere hand houden we de spijker op het hout.  We tikken de nagel even in het hout.  Als die in het hout blijft steken is ondersteuning niet meer nodig en kan de hamer met meer slagkracht gebruikt worden om de nagel verder in het hout te drijven.)

Confronteer de kinderen eventueel met een probleem.  Hoe kunnen we bijv. het zware luik van de mestkelder of regenput openen ? (bijv. gebruik maken van koevoet of spade als hefboom)