Bron: Maakkunde (NEMO Science Museum)

Maak een zweefvliegtuig

Ontwerp en bouw een zweefvliegtuig dat minstens drie meter recht kan vliegen om een boodschap te versturen.

Groep:: groep 5, groep 6, groep 7, groep 8
Tijdsduur:: 225 minuten
Niveau:: moeilijk
Groepsvorm:: tweetallen

Naam: ____________________________Datum: ______________

Een zelfgemaakt zweefvliegtuig met papieren vleugels en een romp van karton, module Krachten groep 5-8

Wat heb je nodig?

Rompsjabloon (A4, 120 grams)
A4-papier (80 en 120 grams)
Overtrekpapier en krantenpapier
Rietjes, ijslollystokjes en satéprikkers
Dunne schoonmaakdoekjes
Plakband, schilderstape en lijmstift
Klei en paperclips (om te balanceren)
Bandelastiek
Karton (ca. 1 mm dik)
Schaar
Stanleymes/afbreekmes
Meetlint
Lanceerplatform
Föhn (voor het luchtdrukexperiment)

Wat leer je?

Passen de ontwerpcyclus toe bij het ontwerpen en maken van een zweefvliegtuig
Passen de onderzoekscyclus toe bij het onderzoeken van luchtdruk
Weten dat twee even grote, tegengesteld gerichte krachten elkaar opheffen en dat een voorwerp beweegt in de richting van de grootste kracht
Kennen de krachten die op een zweefvliegtuig werken: stuwkracht, gewicht (zwaartekracht) en lift
Weten dat luchtweerstand een vliegend zweefvliegtuig afremt
Optioneel: kennismaken met de Wet van Bernoulli

⚠️ Let op — Veiligheid

Werk onder toezicht van de leerkracht. Wees voorzichtig met scherp gereedschap (zaag/mes/boor). Let op de polariteit bij batterijen, LED's en motoren.

Stappenplan

Probleemstelling: twee buurkinderen willen ieder vanuit hun eigen slaapkamer briefjes naar elkaar sturen, van het ene huis naar het andere. Kunnen de leerlingen een zweefvliegtuig ontwerpen en maken waarmee ze die briefjes kunnen versturen?

1
Verkennen. Bekijk foto's van vliegtuigen en zweefvliegtuigen en ontdek dat een zweefvliegtuig geen motor heeft. Bekijk filmpjes van een lierstart en een sleepstart en bedenk vragen over hoe een zweefvliegtuig eigenlijk kan vliegen.
2
Onderzoeken. Ontdek met een touwtrekproef dat twee even grote, tegengestelde krachten elkaar opheffen en dat een voorwerp beweegt in de richting van de grootste kracht. Voel luchtdruk door te slaan op een opgevouwen en op een uitgevouwen krantenvel.
3
Ontdek met een blaasproef op een reepje papier het principe van lift: langzaam stromende lucht heeft een hogere druk dan snel stromende lucht, waardoor het reepje omhoogkomt.
4
Onderzoek luchtweerstand door een plat vel papier en een prop papier tegelijk van dezelfde hoogte te laten vallen; het platte vel valt langzamer door de grotere luchtweerstand.
5
Ontwerpen. Maak in tweetallen eerst de romp van het zweefvliegtuig met een vast rompsjabloon, en ontwerp daarna zelf de vleugels met papier van verschillende dikte, een rietje of ijslollystokje als vleugelrand, en een schoonmaakdoekje.
6
Maken. Bouw het zweefvliegtuig volgens het eigen ontwerp; houd het zo licht mogelijk, want een lichter vliegtuig ondervindt minder zwaartekracht.
7
Testen en verbeteren. Lanceer het zweefvliegtuig vanaf een lanceerplatform, meet de afgelegde afstand in centimeters, decimeters en meters, en pas de balans (met een klein beetje klei of een paperclip) en de vleugelvorm aan zodat het minstens drie meter recht vliegt.
8
Presenteer het zweefvliegtuig aan de klas en beargumenteer de gemaakte ontwerpkeuzes; schrijf tot slot een gebruiksaanwijzing voor het maken van een zweefvliegtuig.

Wat heb je nodig?

Wat leer je?

⚠️ Let op — Veiligheid

Stappenplan

Verkennen. Bekijk foto's van vliegtuigen en zweefvliegtuigen en ontdek dat een zweefvliegtuig geen motor heeft. Bekijk filmpjes van een lierstart en een sleepstart en bedenk vragen over hoe een zweefvliegtuig eigenlijk kan vliegen.

Onderzoeken. Ontdek met een touwtrekproef dat twee even grote, tegengestelde krachten elkaar opheffen en dat een voorwerp beweegt in de richting van de grootste kracht. Voel luchtdruk door te slaan op een opgevouwen en op een uitgevouwen krantenvel.

Ontdek met een blaasproef op een reepje papier het principe van lift: langzaam stromende lucht heeft een hogere druk dan snel stromende lucht, waardoor het reepje omhoogkomt.

Onderzoek luchtweerstand door een plat vel papier en een prop papier tegelijk van dezelfde hoogte te laten vallen; het platte vel valt langzamer door de grotere luchtweerstand.

Ontwerpen. Maak in tweetallen eerst de romp van het zweefvliegtuig met een vast rompsjabloon, en ontwerp daarna zelf de vleugels met papier van verschillende dikte, een rietje of ijslollystokje als vleugelrand, en een schoonmaakdoekje.

Maken. Bouw het zweefvliegtuig volgens het eigen ontwerp; houd het zo licht mogelijk, want een lichter vliegtuig ondervindt minder zwaartekracht.

Testen en verbeteren. Lanceer het zweefvliegtuig vanaf een lanceerplatform, meet de afgelegde afstand in centimeters, decimeters en meters, en pas de balans (met een klein beetje klei of een paperclip) en de vleugelvorm aan zodat het minstens drie meter recht vliegt.

Presenteer het zweefvliegtuig aan de klas en beargumenteer de gemaakte ontwerpkeuzes; schrijf tot slot een gebruiksaanwijzing voor het maken van een zweefvliegtuig.