Direct naar de inhoud
Maakonderwijs.apponderdeel vanonderwijstools.app
Terug naar de opdracht
Bron: TeachEngineering – Fluid Forces: Powering Bridges with Hydraulic Systems

Hydraulische Hefbrug: Spuiten, Waterdruk & De Wet van Pascal

Bouw een werkende bascule- of hefbrug van karton en hout aangedreven door een hydraulisch vloeistofsysteem met injectiespuiten en slangen.

Groep:
groep 5, groep 6, groep 7, groep 8
Tijdsduur:
70 minuten
Niveau:
gemiddeld
Groepsvorm:
groepjes
Naam: ____________________________Datum: ______________
Leerling bedient een zelfgebouwde hydraulische hefbrug met een injectiespuit en slangetjes die de brug via een tweede spuit omhoog laten komen

Wat heb je nodig?

  • Plastic medische doseerspuiten zonder naald (10 ml en 20 ml)
  • Transparante siliconen of PVC slangen (binnendiameter 4-5 mm)
  • Stevig karton, foam board of houten ijsstokjes
  • Houten deuvels, splitpennen en kabelbinders (tiewraps)
  • Water en voedingskleurstof (blauw/rood)
  • Schilderstape en lijmpistoolpatronen
  • Schaar
  • Kleine handboor

Wat leer je?

  • De natuurkundige principes van hydrostatische druk en de onsamendrukbaarheid van vloeistoffen (Wet van Pascal) begrijpen
  • Een functioneel mechanisch scharniersysteem koppelen aan een vloeistofaandrijving
  • Het concept van hefboomwerking en kracht-weg verhoudingen (krachtversterking) praktisch ervaren
  • Lekkages en luchtsluitingen systematisch opsporen en ontluchten (troubleshooting)

⚠️ Let op — Veiligheid

Spuiten mogen onder geen beding los als waterpistolen worden gebruikt. Lijmpistolen alleen op hittebestendige matten gebruiken.

Stappenplan

Hoe kunnen kranen en ophaalbruggen zware brugdekken moeiteloos omhoog tillen met een druk op de knop? Door vloeistofdruk (hydrauliek)! Omdat water, in tegenstelling tot lucht, niet samendrukbaar is, wordt een drukkracht aan het ene uiteinde van een slang bijna volledig doorgegeven aan het andere uiteinde (de Wet van Pascal). Hydraulische bruggen gebruiken hiervoor een pomp die vloeistof (meestal olie) in cilinders perst, met kleppen en sensoren die de snelheid, richting en stabiliteit bewaken; vaak zijn er ook contragewichten om het systeem te ontlasten. In deze opdracht bouw je een schaalmodel van een hefbrug die opent en sluit met waterkracht.

  1. 1

    LUCHT VERSUS WATER TESTEN (PNEUMATIEK VS HYDRAULIEK)

  2. 2

    EEN ONTWERP BEDENKEN

  3. 3

    HET BRUGDEK EN SCHARNIERPUNT BOUWEN

  4. 4

    HET HYDRAULISCHE SYSTEEM MONTEREN

  5. 5

    TESTEN EN VERBETEREN

Voorbeelden

Ontwerpschetsen van leerlingen voor hun hydraulische brug
Een afgewerkte hydraulische brug van houten ijsstokjes met spuiten en slangetjes
Het draaiende platform van de brug, aangedreven door een spuit
Een brug met aan beide zijden een spuit bevestigd onder een hoek

Bijlagen (4)

  • Student Worksheet (PDF, TeachEngineering)https://firebasestorage.googleapis.com/v0/b/onderwijs-app.firebasestorage.app/o/maak%2Fopdrachten%2Fhydraulische-kartonnen-hefbrug%2Fattachments%2Fstudent-worksheet-pdf-teachengineering-0.pdf?alt=media — oorspronkelijke bron: teachengwebstorageprod.blob.core.windows.net
  • Decision Matrix (PDF, TeachEngineering)https://firebasestorage.googleapis.com/v0/b/onderwijs-app.firebasestorage.app/o/maak%2Fopdrachten%2Fhydraulische-kartonnen-hefbrug%2Fattachments%2Fdecision-matrix-pdf-teachengineering-1.pdf?alt=media — oorspronkelijke bron: teachengwebstorageprod.blob.core.windows.net
  • Hydraulics: Reading (PDF, TeachEngineering)https://firebasestorage.googleapis.com/v0/b/onderwijs-app.firebasestorage.app/o/maak%2Fopdrachten%2Fhydraulische-kartonnen-hefbrug%2Fattachments%2Fhydraulics-reading-pdf-teachengineering-2.pdf?alt=media — oorspronkelijke bron: teachengwebstorageprod.blob.core.windows.net
  • Student Reflection Sheet (PDF, TeachEngineering)https://firebasestorage.googleapis.com/v0/b/onderwijs-app.firebasestorage.app/o/maak%2Fopdrachten%2Fhydraulische-kartonnen-hefbrug%2Fattachments%2Fstudent-reflection-sheet-pdf-teachengineering-3.pdf?alt=media — oorspronkelijke bron: teachengwebstorageprod.blob.core.windows.net