Reis naar Mars

ZWAARTEKRACHT

EXPERIMENT: DE PETFLES

EXPERIMENT: DE LUCIFER RAKET

En nu echt:

De luciferraket is waarschijnlijk de kleinste raket ter wereld, bedacht door de mensen die ook de grootste raketten ter wereld hebben gemaakt (de Saturnusraketten die mensen naar de Maan stuwden).

Of je nu op de Noordpool staat of in de Sahara, overal trekt de aarde aan jou en alles om je heen. Om de ruimte in te komen moet het het winnen van …… de zwaartekracht.

LOGBOEK

Om te ontdekken hoe je met een raket de ruimte in gaat doen we eerst twee raket

proeven. Beschrijf en bekijk de experimenten goed en neem ze op in je logboek.

Onderzoeksvraag: Wat voor een beweging maakt de petfles?

Nodig: Petfles, fietspompventiel, fietspomp.

De luciferraket is een mooi voorbeeld van een van de bekendste wetten van Newton: Actie = Reactie.

Je verbrand een stof, er wordt onder hoge druk massa door een gaatje uitgestuwd (actie), en de lucifer beweegt tegengesteld aan de uitstoot (reactie)

Om in de ruimte te komen, moet je loskomen van de aarde. Dat kan maar op 1 manier: met een flinke raket. Maar voordat je instapt nog even dit; sommige mensen denken dat de zwaartekracht ophoudt buiten de dampkring. Dat is niet waar. Het onzichtbare elastiek gaat heel veel verder. Dat bewijst de maan. De maan draait rondjes om de aarde, omdat hij gevangen zit.. In de houdgreep van de aardse zwaartekracht. De maan staat 384.000 km ver weg van de aarde en zelfs daar trekt de aarde nog aan hem. Wil je het winnen van de zwaartekracht dan moet je niet denken in afstand maar in snelheid.

DE SOJOEZ RAKET

Andre kuipers was astronaut aan boord van de Sojoez-raket. Deze raket heeft een lente van 49 meter en een doorsnede van 10 meter. Het gewicht van de raket is 310.000 kg inclusief de brandstof. De raket doet er 8 min over om dampkring te verlaten. De dampkring eindigt op ongeveer 100 km.

a) Wat is de gemiddelde snelheid van de raket tot hij de dampkring heeft bereikt?

b) Wat is de zwaartekracht die op de raket werkt?

c) De motoren leveren samen een stuwkracht van 7 000 000 N, wat is de netto kracht op de raket?

d) Wat is de versnelling van de raket?

e) Wat is de snelheid na 1 sec? En na 3 seconde? In m/s? In km/h?

f) Na 2 minuten vallen de hulprakken terug naar de aarde, de brandstof van de hulpraketten is op. Wat voor invloed heeft dit op de snelheid?

VERSNELLEN

Om niet terug te vallen op aarde moet de raket tot een hele hoge snelheid komen. Om van stilstand tot een hoge snelheid te komen moet een voorwerp versnellen. We bekijken even hoe dit gaat bij de fiets.

Gegeven: Fnetto = m x a a = Δv/Δt

a) Je staat stil voor een stoplicht. Het licht gaat op groen en je begint te trappen… je versnelt.

b) Wat betekend het begrip ‘versnellen’ precies? Wat is de eenheid van versnellen (a)

c) Hoe groot zijn de tegenwerkende krachten wanneer je met 30 N trapt en met een constante snelheid fietst.

d) Binnen 10 sec rijd je met een constante snelheid van 8 m/s. Hoe komt het dat je op een gegeven moment constant rijdt?

e) Bereken de versnelling.

f) Wat is je massa? ( jij + de fiets)

Week 1

De Lancering

RUIMTE TRAINING

a) Bij de lucifer raket sprak met van de wet van Newton. Welke wetten zijn er? En over welke wet spreekt met hier?

b) Is er bij de petfles spraken van ‘actie is reactie’?

c) Wat is het verschil tussen de petfles en de lucifer raket? Welke van de twee lijkt het

meeste op de NASA raket?

Je kunt een raket niet overal lanceren. Je hebt een flinke lap grond nodig. Het liefst een

gebied waar weinig mensen wonen. En.. je wilt zo weinig mogelijk brandstof gebruiken.

Daar hebben de wetenschappers iets slims op bedacht. Onze aarde draait met een

ongelofelijke snelheid om de zon en tegelijkertijd ook best hard om zijn eigen as. Op de

evenaar met een snelheid van 40000 km per 24 uur.

d) Hoeveel km per seconde draait de aarde op de evenaar?

e) Leg uit en/of laat zien wat voor slims de wetenschappers hebben bedacht.

d) Waar kun je het beste lanceerplatforms bouwen?

Gelukt, de raket is gelanceerd en we zijn op weg! Geniet nog even van de laatste aanblik van onze thuisplaneet........

De hoogste tijd om je logboek bij te werken.

Vertel welke avonturen je deze week hebt beleefd, en vergeet niet daarbij ook je tekeningen/berekeningen en antwoorden te laten zien!

Deze begrippen moeten er in ieder geval in zitten:

gerichte stuwing, ontbranding, verbrandingsgassen, versnelling,

vertraging, kracht, zwaartekracht, nettokracht, valbeweging,

baansnelheid, baan om de aarde, kromlijnige beweging, F= m * a

Is jouw logboek digitaal, en wil je net zo'n mooie achtergrond als Captain Uden? Je mag filmen voor het green screen!

ONDERZOEK EEN RAKET

Ga in de boeken opzoek naar de werking en eigenschappen van een raket. Bv de Sojoez-raket, de Apollo 13, welke je maar tegen komt in de boeken of op internet. Beschrijf de raket aan de hand van de kenmerken. Gebruik de boeken en eventueel internet.De volgende vragen kunnen je helpen:

De indeling van de raket, waar zitten de astronauten, hoe lang is de raket?,

hoeveel weegt hij?. Laat een doorsnede zien

Hoe vind de voortstuwing plaats?

Wat zijn de trappen?

Wat neemt een raket allemaal mee?

WAAR NAARTOE?

Teken en beschrijf hoe de raket van de aarde vertrekt en in zijn baan om de aarde terecht komt. Gaat hij loodrecht naar boven? Maak een tekening en beschrijf hoe de raket beweegt.

Uitvoering: Zet een lege petfles ondersteboven op een afgesloten ventiel en pomp lucht in de fles.

Waarnemingen: film/teken/beschrijf de beweging van de raket.

Conclusie: Welke conclusie kan je uit dit experiment trekken?

Onderzoeksvraag; Wat voor een beweging maakt de luciferraket?

Materiaal en werkwijze: Zie filmpje

Waarnemingen; film/teken/beschrijf de beweging van de raket.

Conclusie: Welke conclusie kan je uit dit experiment trekken?

De zwaartekracht trekt je voortdurend terug naar de aarde. Alleen door heel veel snelheid te maken, krijgt de aarde je niet te pakken. Dan val je als het waren in rondjes om de aarde heen. Om op 400 km hoogte in de ruimte te blijven moet je bijna 8 km per seconde vliegen. Dat is 25 keer sneller dan een Boeing 747

Alle logboek opdrachten van week 1 moeten af zijn voor de eerste project bijeenkomst van week 2.

Filmpje prof. Paul

Reis naar Mars

De Missie

Reisplanning

De Eindopdracht

Filmpje Vincent

Week 1: De lancering

Week 2: Onderweg naar Mars (materiaal en route)

Week 3: Onderweg naar Mars (de zon, straling)

Week 4: Landen op Mars

Week 5: Overleven op Mars

Je maakt een reisverslag van de reis naar Mars, in de

vorm van een logboek.

Je logboek moet verhalend zijn, en daarnaast ook uit tekeningen, plaatjes en bv. filmpjes bestaan. Uiteraard moet je hierin natuurkundige begrippen en berekeningen hebben verwerkt.

Elke week behandelen we een deel van de reis. Je maakt aantekeningen, leest boeken, doet experimenten, bekijkt filmpjes en maakt sommen. Dit alles verwerk je in een logboek.

Je kunt kiezen uit een papieren logboek

(dummy, net schrift)

of een digitaal logboek (via showbie).