Direct naar de inhoud
Maakonderwijs.apponderdeel vanonderwijstools.app
Terug naar de opdracht
Bron: TeachEngineering (UC Davis)

Windkracht Zeilwagen: Rolweerstand, Zeilprofielen & Schijnbare Wind

Ontwerp met een beperkte hoeveelheid rietjes, papier en tape een zeilwagentje en race met de wind uit een ventilator tegen andere ontwerpen.

Groep:
groep 4, groep 5, groep 6, groep 7
Tijdsduur:
60 minuten
Niveau:
gemiddeld
Groepsvorm:
groepjes
Naam: ____________________________Datum: ______________
Twee leerlingen testen hun zeilwagentje voor een elektrische ventilator

Wat heb je nodig?

  • Houten ijsstokjes, balsa-latjes of stevig karton (driehoekig chassis)
  • Plastic flessendoppen of oude CD's (wielen)
  • Ronde houten satéprikkers en plastic rietjes (assen en lagers)
  • Mylar folie, plastic zakken of vliegerstof (zeilen)
  • Lange houten deuvels of rietjes (masten)
  • Schilderstape en elastiekjes
  • Elektrische ventilatoren (windbron) en stopwatches
  • Ronde kralen met binnendiameter groter dan de rietjesdiameter (bijv. macramé-kralen), als wrijvingsarme wielen
  • Schaar
  • Lijmpistool
  • Priem
  • Meetlint (om de afgelegde afstand te meten)
  • Gram- of keukenweegschaal (om bij een gelijke afstand het lichtste wagentje aan te wijzen)

Wat leer je?

  • De natuurkundige werking van zeilen (stuwkracht bij meewind vs liftkracht bij zijwind) begrijpen
  • Wrijving en rolweerstand van assen en wielen systematisch minimaliseren
  • De verhouding tussen zeiloppervlak, maststabiliteit en kantelgevaar onderzoeken
  • Kwantitatieve afstands- en snelheidsmetingen verrichten met een stopwatch
  • Ontwerpen binnen een strikte materiaalbeperking (10 rietjes, 4 kralen, 1 vel papier, 40 cm tape) als technische randvoorwaarde ervaren

⚠️ Let op — Veiligheid

Ventilatoren voorzien van een veiligheidsrooster; geen vingers in draaiende wieken.

Stappenplan

In de TeachEngineering-activiteit 'Wind-Powered Sail Cars' (UC Davis) bouwen tweetallen in twee dagen een zeilwagentje en doorlopen daarbij de stappen van het ingenieurs-ontwerpproces (vragen, onderzoeken, bedenken, plannen, bouwen, testen, verbeteren).

  1. 1

    MATERIAALBEPERKING ALS ONTWERPUITDAGING

  2. 2

    HET CHASSIS EN DE WIELEN BOUWEN

  3. 3

    MAST EN ZEIL PLAATSEN

  4. 4

    TESTEN EN ITEREREN (DAG 1)

  5. 5

    DE WEDSTRIJD (DAG 2)

Voorbeelden

Voorbeeld van een zelfgebouwd zeilwagentje van rietjes met een papieren zeil (TeachEngineering)

Bijlagen (2)

  • Wind-Powered Sail Cars Rules Sheet (PDF)https://firebasestorage.googleapis.com/v0/b/onderwijs-app.firebasestorage.app/o/maak%2Fopdrachten%2Fwindkracht-zeilauto-aerodynamica%2Fattachments%2Fwind-powered-sail-cars-rules-sheet-pdf-0.pdf?alt=media — oorspronkelijke bron: teachengwebstorageprod.blob.core.windows.net
  • Wind-Powered Sail Cars Scoring Sheet (PDF)https://firebasestorage.googleapis.com/v0/b/onderwijs-app.firebasestorage.app/o/maak%2Fopdrachten%2Fwindkracht-zeilauto-aerodynamica%2Fattachments%2Fwind-powered-sail-cars-scoring-sheet-pdf-1.pdf?alt=media — oorspronkelijke bron: teachengwebstorageprod.blob.core.windows.net