Praktische opdracht natuurkunde

Praktische vaardigheden

Praktische vaardigheden zijn een verplicht onderdeel van het schoolexamen natuurkunde. Op sommige scholen doe je een prakticumtoets. Op andere scholen doe je een praktische opdracht (PO) waarbij je een langere tijd met een proef of experiment bezig bent. In het Programma van Toetsing en Afsluiting (PTA) kun je vinden hoe dit op jou school geregeld is.

Onderwerp

Op sommige scholen is een PO een door de docent uitgezocht practicum waar je weinig te kiezen hebt. Op andere scholen moet je juist zelf een PO-onderwerp kiezen. Vaak kan je het ook zo doen dat je PO een onderdeel vormt van het profielwerkstuk (PWS). Moet je zelf een onderwerp kiezen dan vind je hieronder een aantal voorbeelden van experimenten die je als praktische opdracht kunt doen...

PO-verslag

Meestal schrijf je na afloop van het PO een verslag waarvan het cijfer het uiteindelijke PO-cijfer is. Hou hier al bij het doen van het experiment rekening mee en maak aantekeningen van wat je precies doet. Dit betekent niet alleen meetwaarden maar ook hoe je de proef precies gedaan hebt. Af en toe een foto maken kan je ook helpen als je later een verslag moet maken.

Ideeën voor een PO

Mechanica en trillingen

• Als een kabel slap tussen twee punten hangt wordt dit een kettinglijn genoemd. Probeer zo nauwkeurig mogelijk de vorm van kettinglijnen te meten en vergelijk dit met de formule voor kettinglijnen (op internet te vinden).
• Voor een elastiek geldt in theorie dat kracht en uitrekking evenredig zijn, maar is dit ook zo? Onderzoek dit en kijk of een nieuw elastiek anders is dan een al uitgerekt elastiek.
• Als water ergens uitspuit is de baan die het doorloopt een parabool. Uit de vorm van deze baan kan de beginsnelheid van het water bepaald worden. Bepaal het verband tussen de druk waarmee water ergens uitgespoten worden en de snelheid.
• Als een tafeltennis-balletje aan een touwtje naar beneden hangt gaat dit scheef hangen als je ertegenaan blaast. Hoe harder je blaast hoe schever het balletje hangt. Dit komt door de luchtwrijvingskracht die het balletje ondervindt. Maak een luchtsnelheidsmeter op basis van dit principe.
• Als een knikker met grote snelheid in een bak zand valt ontstaat er een krater. Onderzoek het verband tussen de kinetische energie van de knikker en de diameter en hoogte van de krater.
• Als je twee veren aan elkaar vastmaakt zodat er één lange veer ontstaat, is de veerconstante van deze veer afhankelijk van de veerconstantes van de losse veer. Maar wat voor verband is dit eigenlijk. En hoe zit het als meerdere veren parallel aan elkaar gezet worden?
• Als een knikker van lange rechte helling afrolt met op regelmatige afstanden ribbels, dan zullen door het sneller gaan van de knikker de tikjes van de ribbels elkaar steeds sneller opvolgen. Maak een rechte helling waarbij de opeenvolgende tikjes regelmatig zijn ondanks de versnellende knikker

Trillingen

• Als je een fiets op zijn kop zet dan zal het voorwiel uiteindelijk tot stilstand komen met het ventiel onderop. Voordat dit zo is zal het wiel een tijdje heen en weer gaan. Onderzoek de frequentie van dit heen en weer gaan en de ventielmassa, wieldiameter etc.
• Als je een gewichtje aan een veer in op en neer beweegt zal het zeer sterk gaan trillen als de aandrijffrequentie hetzelfde is als je eigenfrequentie van de massa-veer (resonantie). Maar hoe zit het als je aandrijffrequentie alleen maar in de buurt zit van deze frequentie. Onderzoek het verbad tussen het verschil tussen deze frequenties en de amplitude.
• Wanneer je een lineaal half over de tafelrand heen laatsteken en hem indrukt en weer loslaat gaat hij trillen. Onderzoek of dit een harmonische trilling is door het verband tussen kracht en uitwijking te meten en door het geluid op te nemen.

Elektriciteit

• Gitaareffecten voor elektrische gitaar, zoals distortion, overdrive, of wah-wah, zijn relatief makkelijk zelf te bouwen. Maak een gitaareffect en onderzoek het effect op het geluid met oscilloscoop
• De weerstand van zuiver water is groot: Water is een isolator. Als er verontreinigingen in het water zit gaat de weerstand omlaag. Onderzoek het verband tussen concentratie van opgeloste stoffen en de weerstand.
• Als je met potlood een dikke vette streep op papier zet dan kun je met een multimeter de weerstand van de potloodstreep meten. Onderzoek het verband tussen de weerstand en de lengte, breedte en hoeveel laagjes erover elkaar staan. Klopt dit met de formule?

Licht en straling

• Met een laserpointer en een bakje water kun je de zien hoe lichtstralen gebroken worden. Bepaal op deze manier de brekingsindex van water en kijk of deze verandert als je suiker in het water oplost.
• Maak zelf een lens van ijs of doorzichtige lijm die je hard laat worden. Bepaal de brandpuntsafstand en kijk of dit klopt met de lensmakersformule.
• Met een prisma kun je een zonnespectrum maken. Naast de kleur rood zit infrarood. Infrarood is onzichtbaar maar wel te meten met een thermometer. Toon aan dat er infrarood licht in zonnestraling zit.
• In een magnetron zorgen microgolven voor het opwarmen. Dit gebeurt niet gelijkmatig doordat in de magnetron staande golven met buiken en knopen ontstaan. Onderzoek waar deze ontstaan en bepaal de golflengte van de straling. Als je de frequentie weet kun je zo ook de lichtsnelheid berekenen.

Druk, warmte & materie

• Een VacuVin is een apparaatje om lucht uit een wijnfles te pompen zodat de wijn beter goed blijft. Onderzoek wat de minimale druk is die met een VacuVin bereikt kan worden.
• Hoe snel iets verdampt hangt af van welke stof het is, de oppervlakte, de temperatuur en de luchtvochtigheid. Onderzoek wat de belangrijkste factor is in hoe snel iets verdampt.
• Onderzoek hoeveel volume wordt ingenomen door lucht in zand. Dit kan door het vergelijken van de dichtheid van nat en droog zand. Wat is het verband tussen het percentage lucht en de gemiddelde korrelgrootte?
• Tandpasta, scrub-creme en schuurmiddel bevatten kleine harde korrels. Verzin een slimme manier om de concentratie, gemiddelde grootte, de dichtheid en de massa van de korrels te bepalen.