Voor leerkrachten - Technopolis

Dit project wordt ondersteund binnen het actieplan wetenschapscommunicatie, een initiatief van de Vlaamse OverheidEducatief Pakket1ste graad Secundair Onderwijs1

Het educatief pakket ‘’ is een actie binnen hetactieplan Wetenschapscommunicatie, een initiatief van de Vlaamseoverheid.Het educatief pakket ‘’ kadert in het multimediaalproject ‘Met Frank De Winne naar de ruimte’, een project van VRT/Canvas; Euro Space Society vzw en Flanders Technology Internationalvzw.Het educatief pakket ‘’ werd gerealiseerddoor Technopolis®, het Vlaamse doe-centrum voor wetenschap entechnologie in Mechelen.Met Technopolis® brengt F.T.I vzw in opdracht van de Vlaamse Regeringwetenschap en technologie dichter bij de mens.Voor meer informatie over het Actieplan Wetenschapscommunicatie:www.ewi-vlaanderen.be/actieplanWees altijd voorzichtig! Technopolis® kan niet verantwoordelijk gesteldworden voor gebeurlijke schade of ongevallen tijdens het uitvoeren vande experimenten.Flanders Technology International vzw -2010- alle rechtenvoorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden gereproduceerdzonder voorafgaandelijke schriftelijke toestemming van de uitgever.Verantwoordelijke uitgever: Erik Jacquemyn, Technologielaan,2800 Mechelen.2

Beste leerkracht,Dit educatief pakket heeft als doel om samen met uw leerlingen op een actieve manier enkele thema’srond natuurwetenschappen, biologie, aardrijkskunde, wiskunde en techniek te behandelen. Het pakketbehandelt zeven thema’s, die telkens vertrekken vanuit een ‘vraag aan een astronaut’. De leerlingen wordenaangemoedigd om na te denken over de openingsvraag en om op zoek te gaan naar het antwoordop de vraag. Zo komen ze meer te weten over het leven in het internationaal ruimtestation terwijl ze eenaantal eindtermen behalen.Een Invulkaart begeleidt de leerlingen naar het juiste antwoord op de themavraag. Om meer inzicht tekrijgen in het lesthema, kunnen ze het experiment op de Doe-kaart uitvoeren of kunnen ze een of meerfragmenten bekijken uit de Canvas-documentaire ‘Beroep: astronaut’.Voor de leerkrachten is er bij elk thema een leerkrachtenfiche voorzien, waarin didactische tips en achtergrondinfostaan. Op de antwoordkaart worden beknopt de antwoorden weergegeven, zoals de leerlingendie moeten invullen op hun Invul- en Doe-kaarten.Wij zijn ervan overtuigd dat dit pakket voor u een waardevol werkinstrument zal zijn.Indien u meer informatie wenst, kunt u steeds terecht op ons nummer 015-34 20 00 of via het e-mailadresmijnbezoek@technopolis.be .We wensen u veel doe-plezier met dit wetenschappe-leuke pakket!Voorwoord 3Inhoudstafel 3Hoe gebruik je dit educatief pakket in de klas? 41 Wat gebeurt er met je hoofd in het ISS? 62 Waarmee schrijft een astronaut? 163 Hoe groot is een astronaut? 244 Hoe drinkt een astronaut? 345 Drinken astronauten hun eigen urine? 426 Hoe werkt een ruimterobot? 497 Kan je het ISS zien? 59Eindtermen 683

Bij elk lesthema horen ook een of meerdere filmpjes, uit de Canvas-documentaire ‘Beroep: astronaut’.De filmpjes tonen hoe het er aan toegaat in het leven van een echte astronaut. De leerlingenleren er verschillende aspecten van de ruimtevaart kennen en kunnen die kennis gebruiken om zich teverdiepen in de themavraag. Let wel: de filmpjes zijn een mooie aanvulling, maar niet noodzakelijk vooreen goed lesverloop.Voor sommige thema’s moeten de leerlingen een aantal begrippen opzoeken. Daarbij is het belangrijk datze toegang hebben tot woordenboeken, encyclopedieën en/of PC’s met internetverbinding.Op het einde van elk lesthema, bundelen de leerlingen alle kennis die ze tijdens de les hebben opgedaanzodat ze opnieuw een antwoord op de themavraag kunnen formuleren.EindtermenVaak is het een hele opgave om de doelstellingen van het leerplan binnen de termijn van een schooljaar terealiseren. Het educatief pakket ‘Vragen aan een astronaut’ helpt u alvast om een aantal verplichte lesinhoudengericht en aantrekkelijk te brengen. Bij elk thema is aangegeven welk vakdomein van toepassing is.Achteraan dit educatief pakket vindt u een overzicht van de eindtermen die het lespakket mee kan helpenrealiseren (geldig vanaf 1 september 2010).En na de les?Vonden uw leerlingen wetenschap in een ‘ruimtevaart-jasje’ ook zo interessant? Dan is een bezoekje aanTechnopolis® zeker de moeite waard. In de zone ruimtevaart, worden de leerlingen ondergedompeld in defascinerende wereld van de astronauten. Ze lanceren er zelf een raket, komen te weten hoeveel ze wegenop Mars en ontdekken wat een ruimtevaarder eet. Bovendien kunnen ze er te weten komen hoe het voeltom te wandelen op de maan!5

1.1 InvulkaartA Wat is volgens jou het effect dat een verblijf in het ISS heeft op je hoofd? Kleur het bolletje bijhet antwoord van jouw keuze.◦ Het wordt dikker◦ Het wordt dunner◦ Het blijft hetzelfdeEn op je benen?◦ Ze worden dikker◦ Ze worden dunner◦ Ze blijven hetzelfdeWaarom denk je dat dat gebeurt? Overleg met je klasgenoten....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................6

B Luister naar de instructies van je leraar en voer het experiment ‘Steek je hand inde lucht!’ uit.Kijk na het experiment naar je handen en vul volgende tabel in:KleurDikteLinkerhand (langs je lichaam)Rechterhand (in de lucht)Wat is je besluit? (Schrap wat niet past)Het bloed in ons lichaam stroomtgemakkelijker/moeilijker naar beneden dannaar boven.C Voer samen met een klasgenoot hetexperiment ‘Steek je benen in de lucht’uit volgens de instructies op deDoe-kaart. Vul volgende tabel in:KleurDikteBenen omhoog (liggend)Benen omlaag (rechtopstaand)Wat is je besluit? (Schrap wat niet past)Het bloed en de andere vloeistoffen in ons lichaam stromengemakkelijker/moeilijker naar boven dan naar beneden.7

D Bekijk het filmpje: Zweven of vallen?Wat gebeurt er met de voorwerpen die Frank loslaat in het internationaal ruimtestation?Zet voor elk voorwerp een kruisje in de juiste rij.Valt naar benedenBlijft zwevenStijgt naar het plafondWat is je besluit? (Vul in)Tang Klasfoto GeluksbrengerVoorwerpen in de ruimte ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................E Bekijk nu twee filmpjes van Frank De Winne (‘Zweven in de ruimte’ en ‘Tijdens de training’):één filmpje is gemaakt tijdens zijn training op aarde, in het andere filmpje verblijft hij in het ISS.Vul als conclusie volgende tekst aan met woorden uit volgend lijstje: stijgen, gemakkelijker, dikker,hetzelfde, vallen, zweven, dunner, moeilijker. Opgelet: je moet niet elk woord gebruiken.Op aarde _______________________________________ voorwerpen wanneer je ze loslaat. Daarom stroomt bloedop aarde _______________________________________ naar beneden dan naar boven. In de ruimte zullen voorwerpen_______________________________________ . Dat effect merk je ook aan het bloed en de andere vloeistoffenin het lichaam van een astronaut. Het hoofd van Frank De Winne is in de ruimte ________________________________________ dan op aarde. Wat je niet zag in het filmpje, is dat zijn benen in het ISS ________________________________________ zijn.F Nadenkertje: Wanneer astronauten terugkeren naar de aarde, vallen ze makkelijk flauw.Waarom hebben ze last van flauwtes? Overleg met je klas en denk aan wat je tijdens deze lesgeleerd hebt. Formuleer samen een antwoord....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................8

1.2 Doe-kaart: Steek je benen in de lucht!Wat heb je nodig?- Stopwatch- Lintmeter- Wasbare stiften of stukjes tape- Jezelf en een klasgenoot (een proefleider en een proefpersoon)Aan de slag!De proefpersoon staat, op een ontspannen manier, gedurende10 minuten rechtop (de proefleider houdt de tijd in de gaten).De proefleider markeert drie meetplaatsen op het beenvan de proefpersoon (met een wasbare stift of metstukjes tape):- A: Net boven de knie- B: Het dikste punt van de kuit- C: Net boven de enkelDe proefleider meet nu met een lintmeter de omtrek van het beenop de plaatsen A, B en C. Opgelet: meet nauwkeurig! De lintmetermoet goed tegen de huid aangedrukt zijn, maar mag het been nietsamendrukken.9

De proefleider noteert de resultaten in de tabel.De proefpersoon gaat nu liggen met de benen in een rechte hoek naar omhoog.Gebruik daarvoor een muur. Na 10 minuten meet de proefleider opnieuw deomtrek van het been op de drie plaatsen en noteert de resultaten. Let op: tijdenshet meten blijft de proefpersoon met de benen omhoog liggen!Wat gebeurt er?Vul volgende tabel in:Plaats van de metingBeenomtrek(rechtopstaand)Beenomtrek(liggend met de benen omhoog)A ...................................... cm ...................................... cmB ...................................... cm ...................................... cmC ...................................... cm ...................................... cm10

1.3 Leerkrachtenfiche1.3.1 Didactische tipsA Moedig de leerlingen aan om na te denken over de kwestie “Ondergaat je lichaam veranderingenwanneer je naar de ruimte reist?”. Waarom zou dat kunnen zijn? Of waarom zou er niets veranderen?Laat de leerlingen discussiëren maar moedig ze aan om elk voor zich een antwoord teformuleren. Vertel de leerlingen dat ze nu gaan onderzoeken wat de juiste antwoorden zijn.B Laat de leerlingen het experiment ‘Steek je hand in de lucht’ uitvoeren: De leerlingen staan rechtnaast hun schoolbank. Alle leerlingen steken hun rechterhand in de lucht, zonder ze te ondersteunen.Hun linkerhand laten ze losjes langs het lichaam hangen. Gedurende twee minuten blijvenze zo staan. Wanneer de leerkracht het stopsein geeft, bestuderen de leerlingen onmiddellijkbeide handen. Wat zien ze?Vooral het verschil in kleur valt op: de linkerhand is roder van kleur, de rechterhand is witter. Natwee minuten is het verschil in dikte nauwelijks merkbaar.De leerlingen besluiten dat bloed makkelijker naar beneden stroomt dan naar boven.C Verdeel de leerlingen in groepjes van twee en laat hen zelfstandig (aan de hand van de Doekaart)het experiment ‘Steek je benen in de lucht’ uitvoeren.Vooral het verschil in dikte valt op: wanneer de benen in de lucht gestoken worden, daalt hunomtrek (vooral op positie B) tot twee centimeter. Ook worden de benen duidelijk witter, maardat is moeilijker waar te nemen omdat de leerlingen niet meer kunnen vergelijken met de beginpositie.De leerlingen besluiten dat bloed moeilijker naar boven stroomt dan naar beneden.D In het filmpje zien de leerlingen dat niet alleen astronauten zweven, maar ook alles om hen heen.Dat staat in schril contrast met wat ze op aarde zien: voorwerpen vallen naar beneden.E In het filmpje zien de leerlingen dat het hoofd van Frank De Winne tijdens zijn verblijf in het ISSer dikker uit ziet dan tijdens zijn training.Nu worden de leerlingen aan de hand van een invuloefening aangemoedigd om het verband tezien met de waarnemingen die ze eerder gedaan hadden:- Bloed stroomt makkelijker naar beneden dan naar boven.- In de ruimte vallen voorwerpen niet, maar ze zweven.Het bloed van een astronaut kan je vergelijken met een zwevend voorwerp: het stroomt evenmakkelijk naar boven als naar beneden. Terwijl op aarde het merendeel van het bloed (en deandere lichaamsvloeistoffen) zich beneden ons hart bevindt, verdelen onze lichaamsvloeistoffenzich in de ruimte gelijkmatig over het hele lichaam.Extra info: Dat heeft enkele merkbare gevolgen:- Astronauten hebben vaak het gevoel verkouden te zijn, omdat snot minder makkelijk wordtafgevoerd door het gebrek aan zwaartekracht.- Astronauten hebben minder dorst in de ruimte.11

F Tenslotte worden de leerlingen uitgedaagd om wat ze geleerd te toetsen aan een voorbeelduit de realiteit. Zet ze aan het nadenken en stuur hun antwoord in de juiste richting.Om de discussie op gang te brengen, stel je vragen als:- Wanneer val je flauw?- Hebben je hersenen veel bloed nodig?- Wat gebeurt er met het bloed van een astronaut als hij terugkeert naar de aarde?Extra info: Wanneer de astronaut terugkeert naar de aarde, zijn de lichaamsvloeistoffen in zijnlichaam opnieuw onderhevig aan de zwaartekracht. Daardoor stroomt er nu minder zuurstofrijkbloed naar zijn hersenen. Astronauten zijn bij hun terugkeer naar de zwaartekracht dan ookExtra vatbaar voor flauwvallen. Door flauw te vallen, zorgt je lichaam ervoor dat je in een horizontalepositie terecht komt, zodat bloed gemakkelijker naar je hoofd kan vloeien. Het vloeistofniveauvan een astronaut herstelt zich in minder dan drie dagen tot het normale, aardse niveau.1.3.2 AchtergrondinfoHoe zijn bloed en lymfe verdeeld in je lichaam?Twee belangrijke vloeistoffen stromen voortdurend doorheen je lichaam. Bloed vervoert voedingsstoffenen afvalstoffen naar hun bestemming. Bovendien zorgt het voor zuurstoftransport vanuit delongen naar de rest van het lichaam. Lymfe of weefselvocht is kleurloos en speelt een belangrijke rolin onze afweer tegen ziektes.Op aarde zorgt de zwaartekracht ervoor dat de vloeistoffen in ons lichaam naar beneden getrokkenworden. Het merendeel van de vloeistoffen bevindt zich dan ook beneden ons hart. In de ruimte,waar geen zwaartekracht heerst, verdelen vloeistoffen zich gelijkmatig over het hele menselijkelichaam.Het mensenlichaam reageert op die herverdeling van vloeistoffen, door het signaal door te gevendat er te veel bloed aanwezig is in het lichaam. De nieren filteren het teveel aan vloeistof uit hetlichaam van de astronaut en die elimineert ze in het toilet. Na een tijdje in de ruimte, heeft hetastronautenlichaam zich neergelegd bij de situatie en voelt de ruimtereiziger zich weer normaal.Weetje: Doordat een astronautenlichaam minder bloed bevat en doordat bloedcirculatie in deruimte veel makkelijker gaat, hebben ruimtereizigers minder ijzer nodig. Ze krijgen dus een aangepast,ijzerarm dieet, opdat het overtollige ijzer geen weefselschade zou veroorzaken.Extra: Wat gebeurt er als je je helm afzet tijdens een ruimtewandeling?Iedereen weet dat je best een ruimtepak en bijpassende helm aantrekt wanneer je een ruimtewandelinggaat maken. Die beschermen je lichaam tegen de lage druk, voorzien je longen van voldoendezuurstof en schermen je huid af van de gevaarlijke straling van de zon.12

Als je je helm afzet in de ruimte, en daarmee bedoelen we niet in het ISS maar in deluchtledige ruimte, kan je maar best meteen uitademen. Dan zijn je kansen op overleven hetgrootst. Als je je adem wel inhoudt, raken je longen ernstig beschadigd (door het grote verschil inluchtdruk), waardoor je er al gauw het loodje bij legt.De extreem lage luchtdruk om je heen zorgt er ook voor dat je langzaam begint op te zwellen. Hetwater in je huid en de omliggende weefsels verdampt, waardoor het meer plaats inneemt. Sommigelichaamsdelen worden tot twee keer groter! Gelukkig is je huid sterk genoeg om ontploffing tegente gaan.Je bloed zal niet gaan koken, bloedvaten zijn immers sterk genoeg om je bloeddruk voldoende hoogte houden. Wat wel begint te koken, is het speeksel op je tong.Door het gebrek aan lucht in de ruimte, zal je er niet snel doodvriezen. Vacuüm is immers eengoede isolator, denk maar aan een thermosfles. Tegen de tijd dat je het koud begint te krijgen, benje al lang doodgegaan aan andere kwaaltjes. Een astronaut die tijdens een ruimtewandeling debescherming van zijn helm kwijtraakt, heeft nog ongeveer anderhalve minuut om gered te worden.Daarna komt alle hulp te laat.13

1.4 AntwoordkaartA Wat is volgens jou het effect dat een verblijf in het ISS heeft op je hoofd?Alle antwoorden zijn goed.En op je benen?Alle antwoorden zijn goed.Waarom denk je dat dat gebeurt? Overleg met je klasgenoten.Alle antwoorden zijn goed.B Luister naar de instructies van je leraar en voer het experiment ‘Steek je hand in de lucht!’ uit.Kijk na het experiment naar je handen en vul volgende tabel in:Linkerhand (langs je lichaam)Kleur Rood/roze Bleek/witRechterhand (in de lucht)Dikte Alle antwoorden zijn goed Alle antwoorden zijn goedWat is je besluit? (Schrap wat niet past)Het bloed in ons lichaam stroomt gemakkelijker/moeilijker naar beneden dan naar boven.C Voer samen met een klasgenoot het experiment ‘Steek je benen in de lucht’ uit en vul deDoe-kaart in.Vul volgende tabel in:Benen omhoog (liggend)Benen omlaag (rechtopstaand)Kleur Alle antwoorden zijn goed Alle antwoorden zijn goedDikte Dunner DikkerWat is je besluit? (Schrap wat niet past)Het bloed en de andere vloeistoffen in ons lichaam stromen gemakkelijker/moeilijker naar bovendan naar beneden.14

D Bekijk het filmpje: Zweven of vallen?Wat gebeurt er met de voorwerpen die Frank loslaat in het internationaal ruimtestation?Zet voor elk voorwerp een kruisje in de juiste rij.Valt naar benedenTang Klasfoto GeluksbrengerBlijft zweven X X XStijgt naar het plafondWat is je besluit? (Vul in)Voorwerpen in de ruimte blijven zweven.E Bekijk nu twee filmpjes van Frank De Winne (‘Zweven in de ruimte’ en ‘Tijdens de training’):één filmpje is gemaakt tijdens zijn trainingen op aarde, in het andere filmpje verblijft hij in hetISS. Vul als conclusie volgende tekst aan met woorden uit volgend lijstje: stijgen, gemakkelijker,dikker, hetzelfde, vallen, zweven, dunner, moeilijker. Opgelet: je moet niet elk woord gebruiken.Op aarde vallen voorwerpen wanneer je ze loslaat. Daarom stroomt bloed op aarde makkelijkernaar beneden dan naar boven. In de ruimte zullen voorwerpen zweven. Dat effect merk jeook aan het bloed en de andere vloeistoffen in het lichaam van een astronaut. Het hoofd vanFrank De Winne is in de ruimte dikker dan op aarde. Wat je niet zag in het filmpje, is dat zijnbenen in het ISS dunner zijn.F Nadenkertje: Wanneer astronauten terugkeren naar de aarde, vallen ze makkelijk flauw.Waarom vallen astronauten makkelijk flauw bij hun terugkeer? Overleg met je klas en denkaan wat je tijdens deze les geleerd hebt. Formuleer samen een antwoord.Bij hun terugkeer naar de aarde, stroomt het bloed van astronauten ineens weer makkelijkernaar beneden. Daardoor komt er meer bloed in hun benen terecht en minder in hun hoofd.De toevoer van zuurstofrijk bloed naar hun hersenen daalt. En dat is een goede reden voor jelichaam om flauw te vallen.15

2.1 InvulkaartA Welk schrijfmiddel is volgens jou geschikt om te gebruiken in het ISS? Kleur het bolletje bij hetantwoord van jouw keuze.◦ potlood◦ balpen◦ vulpenWaarom denk je dat jouw antwoord juist is? Overleg met je klasgenoten....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................B Bekijk het filmpje: ‘Bolvormig water’.Wat gebeurt er met druppels water in het internationaal ruimtestation? Kleur het bolletje bij hetantwoord van jouw keuze.◦ Ze vallen op de grond◦ Ze blijven zweven◦ Ze stijgen naar het plafondC Op aarde vallen druppels water gewoon op de grond. Ook de inkt in onze pennen, ‘valt’ in derichting van de grond, de tafel of het blad papier waarop je wil schrijven. Geloof je het niet? Plakeens een blad papier onder je tafel, ga op de grond zitten en probeer op het blad te schrijven.Eerst met een balpen, dan met een vulpen en tenslotte met een potlood. Wat gebeurt er? Zeteen X in de juiste kolom.BalpenVulpenPotloodKan ondersteboven schrijvenKan niet ondersteboven schrijvenWat is je besluit? Schrap wat niet past.Schrijfmiddelen die gevuld zijn met inkt, kan je gebruiken met de punt naar beneden/naarboven/in alle richtingen. Dat komt omdat de vloeistof in de pennen naar beneden moet vallen/naar boven moet stijgen/ter plaatse moet blijven. Schrijfmiddelen zonder inkt, zoals een potlood,kan je gebruiken met de punt naar beneden/naar boven/in alle richtingen. In een potlood zitgeen vloeistof, maar een vaste stof/gas. Daarvan blijven telkens kleine stukjes achter op je blad,wanneer je met de punt van je potlood op een blad papier drukt. In de ruimte vallen/zweven/stijgenalle voorwerpen, zelfs druppels water. Daarom kan je er niet schrijvenmet een balpen/potlood. Wel kan je er een balpen/potlood gebruiken.16

D Voer samen met drie klasgenoten het experiment ‘Vloeistofdruk’ uit. Wat is je besluit?Vul aan.Het water spuit het verst uit het ...................................................................................... gaatje. Dat komt omdat de vloeistofdruk...................................................................................... de fles het grootst is.E Denk nu aan de situatie in de ruimte, waar voorwerpen zweven. Omcirkel het juiste antwoord.Bestaat er in de ruimte ook zoiets als vloeistofdruk? JA NEEWaarom wel/niet?....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................F Extra: de Fisher Space PenOok de inkt in pennen is onderhevig aan vloeistofdruk op aarde, waardoor de inkt bij het schrijvennaar beneden drukt. Zo kan de inkt van een vulpen uit de pen vloeien en die van een balpennaar de kogel vloeien. In de ruimte kunnen pennen niet op die manier werken.Ruimtevaarders gebruiken een speciale pen: de Fisher Space Pen. Het inktpatroon van zulkepennen staat onder druk, zodat de vloeistofdruk op aarde wordt nagebootst. Je kan de pennenondersteboven gebruiken en dus ook in de ruimte. De pennen schrijven zelfs bij vrieskou enonder water.17

2.2 Doe-kaart: VloeistofdrukWat heb je nodig?- Plastic fles van 1,5 of 2 liter- Dikke, scherpe naald- Plakband- Water- Meetlat- Opvangbak voor water- Jezelf en twee klasgenotenVoorbereidingPrik voorzichtig drie gaatjes in de fles op verschillende hoogte. Eéngaatje op een hoogte van 3 cm; één gaatje in het midden van defles en één gaatje op 5 cm onder de top van de fles. Plak een stukjeplakband over de gaatjes.Vul de fles met water tot aan de top. Zet de fles op een verhoogjein een opvangbak voor water, maar zorg ervoor dat er genoegplaats is voor het water om zonder obstakels uit de fles te spuiten.Wat is jouw hypothese?Een hypothese is een antwoord op de vraag die een experiment behandelt, zonder dat je de proefreeds uitgevoerd hebt. Het geeft aan wat volgens jou de uitkomst van het experiment zal zijn.Welk gaatje zal volgens jou de sterkste waterstraal produceren?◦ het bovenste◦ het middelste◦ het onderste◦ er is geen verschilAan de slag!Eén teamlid maakt met een snelle beweging het bovenste stukje plakband los. Een ander teamlidmeet hoever de straal uit de fles spuit. Opgelet: meet op de bodem van de opvangbak. De maximumlengteis van belang. Het derde teamlid noteert de gegevens in onderstaande tabel. Herhaal deproef driemaal voor het bovenste gaatje.Geef ieder teamlid een andere taak en doe hetzelfde voor het middelste gaatje. Schuif een laatstekeer door en herhaal het experiment voor het onderste gaatje.18

Lengte waterstraal(eerste keer)Lengte waterstraal(tweede keer)Lengte waterstraal(derde keer)Bovenste gaatje ...................................... cm ...................................... cm ...................................... cmMiddelste gaatje ...................................... cm ...................................... cm ...................................... cmOnderste gaatje ...................................... cm ...................................... cm ...................................... cmBekijk de tabel en teken de lengte van de drie waterstralen op de tekening hieronder. Zorg ervoordat duidelijk is welke straal het verst en welke straal het minst ver spuit.Wat gebeurt er?Water in een waterkolom oefent een druk uit op de ondergrond. Dat komt door het gewicht vanhet water. Net zoals ons eigen gewicht druk uitoefent op de aarde (kijk maar eens naar je voetafdrukkenin een zanderige ondergrond), oefent het gewicht van water druk uit op de ondergrond.Die druk stijgt met de diepte. Hij hangt enkel af van de hoogte van de waterzuil erboven. Hoe hogerde waterkolom, hoe groter de druk. Dat voel je in het zwembad: hoe dieper je duikt, hoe groter dedruk van het water boven je.19

2.3 Leerkrachtenfiche2.3.1 Didactische tipsA Laat de leerlingen nadenken over de werking van schrijfmiddelen. Hoe geraakt inkt tot aan depunt van een vulpen of balpen? Hoe werkt een potlood?Wat is het grootste verschil tussen de omstandigheden in de ruimte en hier op aarde? Kan datinvloed hebben op de werking van een vulpen, balpen of potlood?Breng een klassikale discussie op gang maar moedig de leerlingen aan om elk voor zich een antwoordte formuleren.B In het filmpjes zien de leerlingen druppels (en grotere volumes) water rondzweven in het ISS.Laat hen nadenken over het verschil met druppels water hier op aarde.C De leerlingen onderzoeken hier iets dat ze waarschijnlijk al in het dagelijks leven hebben opgemerkt.Iedereen heeft al wel eens geprobeerd iets te noteren tegen een verticaal oppervlak.Na het proefondervindelijk vaststellen dat inkt naar beneden moet kunnen vloeien, kunnenze zelf de besluittekst aanvullen. Bovendien leren ze de manier waarop een potlood werkt enwaarom je er wel ondersteboven mee kan schrijven.D Verdeel de leerlingen in groepjes van drie en laat hen zelfstandig (aan de hand van de Doe-kaart)de proef ‘Vloeistofdruk’ uitvoeren.De leerlingen leren het woord ‘hypothese’. Leg uit dat wetenschappers bij het uitvoeren van eenexperiment, vaak uitgaan van een hypothese. Ze hebben een bepaalde vooronderstelling bij eenfenomeen, en willen die vooronderstelling met een experiment bewijzen. Soms kunnen wetenschappershun hypothese bewijzen, soms bewijzen ze dat net het omgekeerde waar is.In dit experiment maken de leerlingen kennis met het begrip ‘vloeistofdruk’. Zal elke waterstraaleven ver spuiten of is er een reden om aan te nemen dat één straal sterker is dan de andere? Laathen nadenken over het gevoel wanneer ze diep in het zwembad duiken. Ze voelen de (water)druk toenemen, vooral op hun oren. Zorg ervoor dat de leerlingen begrijpen dat het niet de hoeveelheidwater is die de waterdruk doet toenemen, maar de hoogte van de waterkolom.Extra: Leg aan de leerlingen uit dat men handig gebruik maakt van vloeistofdruk in watertorens.Die zijn zo hoog om de waterdruk op het waterleidingnet constant te houden. Zo zorgt menervoor dat er op elk moment van de dag water uit onze kranen stroomt.E Moedig de leerlingen aan om het verband te zien tussen hun eerdere waarnemingen:- In het ISS zweven waterdruppels- Een pen met inkt schrijft alleen als je ze rechtop houdt- De leerlingen hebben vast al ooit gehoord dat alles in de ruimte ‘gewichtloos’ isHet zweven van waterdruppels in het ISS doet vermoeden dat er in het ISS geen vloeistofdrukis. Vloeistofdruk ontstaat immers door het gewicht van het bovenliggend water. In deruimte zijn voorwerpen, ook water, gewichtloos. Doordat er geen vloeistofdruk isin het ISS, zal je er niet kunnen schrijven met een balpen of vulpen.20

F Tenslotte leren de leerlingen welke oplossing voor het probleem gevonden is. Opdat debewoners van het ISS toch zouden kunnen schrijven met inkt, gebruiken ze de Fisher SpacePen. De inkt in zo’n pen wordt onder druk gehouden door middel van perslucht.2.3.2 AchtergrondinfoVloeistofdrukIn elke vloeistof ontstaat - behalve in het geval van gewichtloosheid - vanzelf een ‘hydrostatischedruk’ . Die druk stijgt met de diepte. De oorzaak is eenvoudig: het gewicht van de waterlaag bovenhet punt waar je meet.Hydrostatische druk wordt, zoals elke druk, uitgedrukt in pascal (1 Pa = 1 N/m_). De hydrostatischedruk is gelijk aan de dichtheid van de vloeistof, maal de zwaartekrachtversnelling, maal de hoogtevan de waterkolom. Voor een gegeven vloeistof hangt die dus enkel af van de diepte waarop je meet(de hoogte van de waterkolom boven je meetpunt).Dat je met een vloeistof een kracht kunt uitoefenen die evenredig is met de oppervlakte waartegendie vloeistof duwt, wordt volop uitgebuit in de hydraulica. Verbind twee zuigers, een met een grotediameter en een met een kleine diameter, via een slang vol vloeistof. In die vloeistof heerst overal dezelfdedruk. Die druk oefent via de grote zuiger een grote kracht uit (gelijk aan de druk maal de oppervlaktevan de zuiger) en via de kleine zuiger een kleine kracht (eveneens gelijk aan de druk maalde oppervlakte van de zuiger). Met andere woorden: je kunt met een kleine kracht de kleine zuigerindrukken, waardoor aan het andere eind de grote zuiger met grote kracht naar buiten beweegt.Hydraulische systemen zijn dus krachtvergroters - en ook krachtverplaatsers: beide zuigers kunnenzich een eind van elkaar bevinden, zolang ze maar via een vloeistof verbonden zijn. En ze kunnenzich in bizarre onderlinge posities bevinden, die via een systeem van stangen lastig met elkaar te verbindenzouden zijn.Omdat niets in het leven gratis is, moet je ook iets inleveren in ruil voor het vergroten van je kracht:afstand. Als je kracht vijfmaal vergroot werd (oppervlakte van de grote zuiger vijf maal zo groot alsdie van de kleine), dan moet je in ruil de kleine zuiger vijfmaal dieper indrukken dan de grote naarbuiten zal bewegen. Dat doet denken aan de klassieke hefbomen, waar je eveneens afstand moetinleveren in ruil voor kracht. Als je met een koevoet een zware kist wilt optillen, zal jouw eind vande koevoet een heel eind moeten bewegen om de kist slechts enkele millimeters op te tillen.Hydraulische systemen zie je vaak in bulldozers, waar een klein pompje genoeg is om de schep vande bulldozer een enorme kracht te laten uitoefenen. Hydraulische systemen zijn met het blote oogte herkennen als lange cilinders waaruit glimmende staven naar buiten komen, en die via slangetjesmet elkaar verbonden zijn. In de cilinders en slangetjes zit een ‘hydraulische vloeistof’, meestal olie.De kipbak van vrachtwagens wordt eveneens meestal via een hydraulische cilinder, of een reeks inelkaar passende hydraulische cilinders, omhooggeduwd. In veel machines worden krachten hydraulischovergebracht. De meeste auto’s remmen hydraulisch: jij oefent met je voet een kleine krachtuit op het rempedaal, terwijl de wielen met een grote kracht afgeremd worden. (In remsystemenworden ook nog eens hefbomen toegepast om de kracht nog verder te vergroten,maar dat doet niets af aan het principe.)21

2.4 AntwoordkaartA Welk schrijfmiddel is volgens jou geschikt om te gebruiken in het ISS? Kleur het bolletje bij hetantwoord van jouw keuze.Alle antwoorden zijn goed.Waarom denk je dat jouw antwoord juist is? Overleg met je klasgenoten.Alle antwoorden zijn goed.B Bekijk het filmpje: ‘Bolvormig water’.Wat gebeurt er met druppels water in het internationaal ruimtestation? Kleur het bolletje bij hetantwoord van jouw keuze.• Ze blijven zwevenC Op aarde vallen druppels water gewoon op de grond. Ook de inkt in onze pennen, ‘valt’ in derichting van de grond, je tafel of het blad papier waarop je wil schrijven. Geloof je het niet? Plakeens een blad papier onder je tafel, ga op de grond zitten en probeer op het blad te schrijven.Eerst met een balpen, dan met een vulpen en tenslotte met een potlood. Wat gebeurt er? Zeteen X in de juiste kolom.BalpenVulpenPotloodKan ondersteboven schrijvenXKan niet ondersteboven schrijvenXXWat is je besluit? Schrap wat niet past.Schrijfmiddelen die gevuld zijn met inkt, kan je gebruiken met de punt naar beneden/naarboven/in alle richtingen. Dat komt omdat de inkt in de pennen naar beneden moet vallen/naarboven moet stijgen/ter plaatse moet blijven. Schrijfmiddelen zonder inkt, zoals een potlood, kanje gebruiken met de punt naar beneden/naar boven/in alle richtingen. In een potlood zit geenvloeistof, maar een vaste stof/gas. Daarvan blijven telkens kleine stukjes achter op je blad, wanneerje met de punt van je potlood op een blad papier drukt. In de ruimte vallen/zweven/stijgenalle voorwerpen, zelfs druppels water. Daarom kan je er niet schrijven met een balpen/potlood.Wel kan je er een balpen/potlood gebruiken.22

D Voer samen met drie klasgenoten het experiment ‘Vloeistofdruk’ uit.Wat is je besluit? Vul aan.Het water spuit het verst uit het onderste gaatje. Dat komt omdat de vloeistofdruk onderaan defles het grootst is.E Denk nu aan de situatie in de ruimte, waar voorwerpen zweven. Omcirkel het juiste antwoord.Bestaat er in de ruimte ook zoiets als vloeistofdruk? JA NEEWaarom wel/niet?In de ruimte zweven voorwerpen, ze zijn er gewichtloos. Vloeistofdruk ontstaat door het gewichtvan hoger gelegen water. In de ruimte heeft water geen gewicht, dus kan het ook geenvloeistofdruk veroorzaken.F Extra: de Fisher Space PenOok de inkt in pennen is onderhevig aan vloeistofdruk op aarde, waardoor de inkt bij het schrijvennaar beneden drukt. Zo kan de inkt van een vulpen uit de pen vloeien en die van een balpennaar de kogel vloeien. In de ruimte kunnen pennen niet op die manier werken.Ruimtevaarders gebruiken een speciale pen: de Fisher Space Pen. Het inktpatroon van zulkepennen staat onder druk, zodat de vloeistofdruk op aarde wordt nagebootst. Je kan de pennenondersteboven gebruiken en dus ook in de ruimte. De pennen schrijven zelfs bij vrieskou enonder water.23

3.1 InvulkaartA Hoe groot is een astronaut volgens jou tijdens zijn verblijf in de ruimte? Kleur het bolletje bij hetantwoord van jouw keuze.◦ Kleiner dan op aarde◦ Even groot als op aarde◦ Groter dan op aardeWaarom denk je dat jouw antwoord juist is? Overleg met je klasgenoten....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................B Bekijk het filmpje: ‘Zweven in de ruimte’. Schrap wat niet past.Opgelet: begrijp je een woord niet? Zoek het dan op in een woordenboek of op internet.Frank De Winne toont hier een belangrijke eigenschap van het reizen in de ruimte: in plaats vante vallen/zweven zoals op aarde, blijft het mensenlichaam in het ISS vallen/zweven. Dat komtdoor het gebrek aan zwaartekracht/luchtledigheid in de ruimte. Op de aarde is er wel zwaartekracht/luchtledigheid.Dat wil zeggen dat de aarde aan/tegen alle voorwerpen in haar buurt trekt/duwt, waardoor voorwerpen vallen/zweven. Een ander woord voor zwaartekracht/luchtledigheidis aantrekkingskracht.24

C Neem je resultaten van het experiment ‘Groeien en krimpen’ erbij. Je hebt op vijfverschillende dagen je lengte gemeten, ‘s morgens bij het opstaan en ‘s avonds voor hetslapengaan. Bekijk je resultaten en beantwoord volgende vraag.Wanneer ben je het grootst? Kleur het bolletje bij het antwoord van jouw keuze.◦ ‘s morgens◦ ‘s avonds◦ ik ben altijd even grootD Kijk nu naar het model van de wervelkolom en schrap wat niet past.De menselijke wervelkolom bestaat uit 33 ruggenwervels (de conservenblikken), die van elkaargescheiden worden door tussenwervelschijven (de sponzen). Wanneer we rechtop staan, wordende ruggenwervels naar de aarde toegetrokken, waardoor de tussenwervelschijven samengedrukt/uitgerekt worden. Daardoor wordt de lengte van de wervelkolom langer/korter. Wanneer weliggen, trekt de aarde de ruggenwervels nog steeds naar zich toe (de aarde trekt immers altijd,daarom vallen voorwerpen), maar nu in een richting loodrecht op de wervelkolom. De tussenwervelschijvenworden nu niet meer samengedrukt/uitgerekt maar worden terug dunner/dikker.Dat komt doordat de tussenwervelschijven elastisch/beenhard zijn. De totale lengte van dewervelkolom is nu langer/korter.E Denk nu opnieuw na over de openingsvraag.Kleur het bolletje bij het antwoord van jouw keuze.Met welke situatie op aarde kan je een astronaut in deruimte het best vergelijken?◦ Iemand die voetbalt op het speelplein◦ Iemand die midden in de nacht aan het slapen isWaarom?...............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................Wat is je besluit? Vul aan.Tijdens een ruimtereis z......................................................................... astronauten in hun ruimtetuig of in het ruimtestation.De aarde t......................................................................... het lichaam en de wervelkolom van de astronauten wel/nietnaar beneden. Hun t......................................................................... worden gedurende lange tijd niet meer samengedrukt.Ruimtereizigers zijn in het ISS dan ook enkele centimeters g........................................................................... dan op aarde.Wanneer ze terugkeren naar de aarde, worden ze terug k........................................................................... .25

F Extra: Het fenomeen dat je in deze les geleerd hebt, zorgt voor heel wat ongemak bijastronauten. Vaak klagen ze over rugpijn. Bekijk de filmpjes ‘Sporten in de ruimte’ en‘Terug op aarde’ om te leren over de andere lichamelijke veranderingen waarmee astronautente maken krijgen. Duid aan met een X met welke problemen astronauten wel of niet te makenkrijgen.DesoriëntatieEvenwichtsproblemenAfname van het spierweefselToename van de hoeveelheid puistjesProblemen bij het plassenAfname van het botweefselProbleem Astronautenkwaal Geen astronautenkwaalDuizeligheidBij terugkeer naar aarde: moeilijkheden metrechtop staanBij terugkeer naar aarde: moeilijkheden met hetherkennen van alledaagse voorwerpenBij terugkeer naar aarde: moeilijkheden met hetverschil tussen boven en onder26

3.2 Doe-kaart: Groeien en krimpenWanneer ben je het grootst; ‘s morgens of ‘s avonds? Ontdek het zelf met dit experiment.Wat heb je nodig?- Een lintmeter- Een boek met harde kaft (of een ander plat en stevig voorwerp)- Een ouder, broer of zus die bereid is te assisterenAan de slag!Meet op vier verschillende dagen,je lengte vlak na het opstaan envlak voor het slapengaan.Doe dat heel nauwkeurig:- Ga met je rug tegen de muur staan. Zet je voetenplat op de grond (draag geen schoenen of pantoffels!)en zorg ervoor dat ook de achterkant van je voeten demuur raakt. Hou je hoofd rechtop.- Vraag aan je vader of moeder, broer of zus om hetboek op je hoofd te leggen en laat hem/haar aanduidenwaar de onderkant van het boek tegen de muuraan komt.- Meet nu met een lintmeter de afstand van het streepjenaar de grond.Vul je resultaten in in volgende kolom.Dag 1, dag 2, dag 3, dag 4 en dag 5 hoeven niet noodzakelijk vlak achter elkaar te liggen.Dag 1Dag 2Dag 4Dag 4Dag 5Lengte ‘s morgensLengte ‘s avondsZie je een verschil tussen je lengte ‘s morgens en je lengte ‘s avonds? Omcirkel het antwoord vanjouw keuze. JA NEEWat is je besluit? (Schrap wat niet past)‘s Morgens ben ik groter/kleiner/hetzelfde dan ‘s avonds. Dat komt doordat mijn wervelkolomoverdag, wanneer ik veel rechtop zit en loop, wordt samengedrukt/uitgerekt.27

3.3 Leerkrachtenfiche3.3.1 Didactische tipsVooraf (1):Geef de leerlingen een week voor u de les ‘Hoe groot is een astronaut’ de Doe-kaart uit dit pakketmee naar huis. Toon ze die dag ook hoe ze te werk moeten gaan om nauwkeurig hun lengte te bepalenvolgens de instructies. Benadruk de noodzaak om de hulp van een assistent (vader, moeder, zusof broer) in te roepen. Benadruk ook dat ze zichzelf ‘s morgens moeten meten vlak na het opstaan.Vooraf (2):Maak voor u aan de les begint een model voor de menselijke wervelkolom. Knip daarvoor een sponsin stukjes (platte schijven van ongeveer 2cm dikte). Maak dan een toren van afwisselend een schijfjespons en een plat conservenblik (bvb met 4 schijfjes ananas). Om het principe uit te leggen volstaathet dat u 4 wervels (blikken) en 3 tussenwervelschijven (sponzen) uitbeeldt.A Laat de leerlingen nadenken over de vraag ‘Hoe groot is een astronaut’. De meeste leerlingendenken waarschijnlijk dat ruimtereizigers tijdens hun verblijf in het ISS even groot zijn dan opaarde. Moedig hen aan om te overleggen maar laat ieder zijn eigen antwoord formuleren.B In het filmpje leren de leerlingen dat mensen in de ruimte zweven. Zo ontdekken ze het concept‘zwaartekracht’. Bovendien leren ze het woordenboek of het internet te gebruiken om moeilijkewoorden op te zoeken. In het ‘Van Dale Grote Woordenboek’ staan volgende omschrijvingen:◦ Zwaartekracht: aantrekkingskracht die lichamen doet vallen◦ Luchtledigheid: zonder lucht, vacuümDoor logisch na te denken, concluderen de leerlingen dat het hier om ‘zwaartekracht’ gaat.C Laat de leerlingen de resultaten van hun lengtemetingen erbij nemen. Bespreek klassikaal iedersresultaat. Wie was groter ‘s morgens? Wie was kleiner? Wie had altijd dezelfde lengte? Hoe grootwas het verschil tussen ‘s morgens en ‘s avonds gemiddeld?Afhankelijk van persoon tot persoon (er is ook een verschil tussen kinderen en volwassenen), zijnmensen ‘s morgens 0,5 tot 3 centimeter groter dan ‘s avonds.D Toon de leerlingen het wervelkolommodel in rechtopstaande positie. Vertel hen wat de verschillendeonderdelen voorstellen. De blikken zijn de ruggenwervels: ze zijn gemaakt van been endus erg hard. Je drukt ze niet zomaar samen. De schijfjes spons zijn de tussenwervelschijven. Zezijn gemaakt van kraakbeen dat elastisch is. Ze zijn onze natuurlijke schokdempers. Wanneer werechtop staan, zorgt de zwaartekracht (de aarde die aan alle voorwerpen trekt, die ervoor zorgtdat voorwerpen vallen) ervoor dat de tussenwervelschijven lichtjes samengedrukt worden.Wanneer we gaan liggen, trekt de zwaartekracht in een andere richting aan de wervelkolom.De tussenwervelschijven worden nu niet meer samengedrukt. Hun elasticiteit maakt dat detussenwervelschijven in liggende positie terug dikker worden. Dit toont u aan door hetmodel op tafel te leggen. De sponsschijfjes duwen de conservenblikken uit elkaar.28

E Stel de leerlingen de vraag om hun positie (rechtop of liggend) te vergelijken met desituatie van een astronaut. Trekt de aarde ook aan een astronaut? Is er zwaartekracht in deruimte? Hoe reageren de tussenwervelschijven van een ruimtereiziger op die speciale situatie?Astronauten groeien in de ruimte met 4 tot wel 8 centimeter. Daarmee moet rekening gehoudenworden bij het ontwerp van hun ruimtepak. Een ruimtepak dat op aarde op maat gemaaktwordt, kan bij de terugkeer te klein zijn als er geen rekening gehouden wordt met de toegenomenlengte van een astronaut. Bovendien legt de Russische ruimtevaartorganisatie een lengtebeperkingop aan zijn ruimtevaarders, omdat de capsule van de Sojoez erg klein is. Een astronautdie bij vertrek net in de capsule past, zou bij zijn terugkeer naar de aarde wel eens in de problemenkunnen komen!F Het leven in een gewichtloze omgeving brengt heel wat ongemakken met zich mee. Doe de leerlingennadenken over hoe goed de mens is aangepast aan het leven in een aardse omgeving. Doehen inzien dat de minste aanpassing (het wegvallen van de zwaartekracht) enorm veel veranderingenaan ons lichaam kan teweeg brengen.3.3.2 AchtergrondinfoZwaartekrachtAlle lichamen trekken elkaar aan. Dat doen ze met een kracht die groter is naarmate de massa vande twee lichamen groter is en neemt af naarmate de afstand tussen twee lichamen groter wordt. Dekracht waarmee het ene lichaam het andere aantrekt, is gelijk aan het gewicht van het laatste. IsaacNewton goot alle gegevens over gewicht in een handige formule:F = G x (M x m) / a 2Daarbij isF de aantrekkingskrachtG de gravitatieconstanteM de massa van het grootste voorwerpm de massa van het kleinste voorwerpa de afstand tussen de voorwerpenIn het geval van de aantrekkingskracht van de aarde (ofwel de zwaartekracht), heeft het grootstelichaam (de aarde) een vaste massa. Bovendien is de afstand tussen een voorwerp op het aardoppervlaken het middelpunt van de aarde constant (die afstand is gelijk aan de straal van de aarde).Het gewicht van een voorwerp op aarde is dus constant, en enkel afhankelijk van de massa van hetvoorwerp. In formulevorm:F = g.m (waarbij g = (G x M) / a 2 )g is de valversnelling en die bedraagt op aarde 9,81 m/s 2 . Dat wil zeggen dat de snelheid van eenvoorwerp in vrije val elke seconde toeneemt met 9,81 m/s 2 .29

Waarom is er geen zwaartekracht in de ruimte?Op deze vraag bestaan twee antwoorden, voor twee situaties:1 In de verre ruimte, waar geen hemellichamen in de buurt zijn, worden voorwerpen door geenenkel ander voorwerp aangetrokken. Ze zijn er gewichtloos. Voorwerpen blijven wel altijd enoveral hun massa behouden. Massa is per definitie de hoeveelheid materie van een voorwerp, endie verandert niet.2 Het ISS bevindt zich op zo’n 350 à 400 kilometer boven het aardoppervlak. Dat is niet zo heel vervan de aarde, geen wonder dus dat je op die hoogte nog altijd aan ongeveer 90% van de zwaartekrachtvan de aarde onderworpen wordt. Maar het ISS heeft ook een horizontale beweging: hetvliegt in een baan omheen de aarde. Dat doet het met een snelheid waarbij de middelpuntsvliedendekracht net gelijk is aan de aantrekkingskracht van de aarde op die hoogte. Eigenlijk is hetISS dus continu in vrije val. Door zijn grote snelheid, valt het ISS om de aarde heen. Voorwerpenin vrije val, zijn gewichtloos.De wervelkolomDe menselijke wervelkolom bestaat uit 33 wervels, van boven naar beneden: 7 halswervels, 12 borstwervels,5 lendewervels, 5 aan elkaar gegroeide wervels die het heiligbeen vormen en 3 tot 5 wervelsdie samen het staartbeen vormen.Tussen de wervels zitten de tussenwervelschijven. Die zijn gemaakt van een kraakbeenring met inhet midden een geleiachtige structuur. Ze doen dienst als schokdemper voor het lichaam bij hetspringen, lopen, ...Leven in de ruimteOm zich te oriënteren combineert de mens drie verschillende waarnemingen:- De ogen geven informatie over waar het mensenlichaam zich situeert ten opzichte van zijnomgeving.- De spanning in de spieren geeft info over hoe het lichaam zich beweegt en over welke houding hetlichaam heeft.- De evenwichtsorganen in het oor registreren welke bewegingen het hoofd maakt, aan de hand vande zwaartekracht.De gegevens die deze drie informatiebronnen inwinnen, worden in de hersenen verwerkt zodatde mens zich een beeld kan vormen over waar hij zich bevindt en hoe hij zich ergens naartoe kanbewegen, op een stabiele manier.In de ruimte vallen twee van de drie informatiebronnen weg. Aangezien ruimtereizigers geen zwaartekrachtondervinden, kunnen ze niet meer bepalen waar de grond is en dus ook niet welke bewegingenhet hoofd maakt. Bovendien valt de spierspanning, nodig om recht te staan, te zitten of teliggen, volledig weg. Ruimtereizigers kunnen dus enkel op hun ogen vertrouwen om te weten waarze zich bevinden. Het lichaam heeft vaak tot twee dagen tijd nodig om zich aan die nieuwe situatieaan te passen.30

31Beenderen en spierenOp aarde hebben de beenderen in ons lichaam een belangrijke functie: ze zorgen ervoor datwe niet in elkaar zakken en dat we ons kunnen voortbewegen. Ook onze spieren hebben we broodnodigop aarde. In de ruimte, waar de zwaartekracht ontbreekt, moet het mensenlichaam veelminder moeite doen om van de ene plaats naar de andere te geraken.Botten blijven sterk door hen te gebruiken. De beenderen in ons lichaam ondergaan continuvernieuwing. Maar wanneer ze niet of nauwelijks belast worden, stopt die vernieuwing. De bottenworden dan lichter én poreuzer. Daarom moeten astronauten elke dag twee uur sporten, met allerleihulpmiddelen zoals elastieken en gewichten. Op die manier worden hun beenderen toch nogin redelijke mate belast, en treedt botontkalking zo weinig mogelijk op.Ook hun spiermassa heeft baat bij die twee uur training. Ze moeten immers paraat zijn om zwaretaken uit te voeren, bijvoorbeeld bij een ruimtewandeling. Het onderhouden van hun spiermassa,is ook een voordeel bij hun terugkeer naar de aarde. Getrainde astronauten kunnen sneller weerzelfstandig lopen.

3.4 AntwoordkaartA Hoe groot is een astronaut volgens jou tijdens zijn verblijf in de ruimte? Kleur het bolletje bij hetantwoord van jouw keuze.Alle antwoorden zijn goedWaarom denk je dat jouw antwoord juist is? Overleg met je klasgenoten.Alle antwoorden zijn goedB Bekijk het filmpje: ‘Zweven in de ruimte’. Schrap wat niet past.Opgelet: begrijp je een woord niet? Zoek het dan op in een woordenboek of op internet.Frank De Winne toont hier een belangrijke eigenschap van het reizen in de ruimte: in plaats vante vallen/zweven zoals op aarde, blijft het mensenlichaam in het ISS vallen/zweven. Dat komtdoor het gebrek aan zwaartekracht/luchtledigheid in de ruimte. Op de aarde is er wel zwaartekracht/luchtledigheid.Dat wil zeggen dat de aarde aan/tegen alle voorwerpen in haar buurt trekt/duwt, waardoor voorwerpen vallen/zweven. Een ander woord voor zwaartekracht/luchtledigheidis aantrekkingskracht.C Neem je resultaten van het experiment ‘Groeien en krimpen’ erbij. Je hebt op vijf verschillendedagen je lengte gemeten, ‘s morgens bij het opstaan en ‘s avonds voor het slapengaan. Bekijkje resultaten en beantwoord volgende vraag.Wanneer ben je het grootst? Kleur het bolletje bij het antwoord van jouw keuze.• ‘s morgensD Kijk nu naar het model van de wervelkolom en schrap wat niet past.De menselijke wervelkolom bestaat uit 33 ruggenwervels (de conservenblikken), die van elkaargescheiden worden door tussenwervelschijven (de sponzen). Wanneer we rechtop staan, wordende ruggenwervels naar de aarde toegetrokken, waardoor de tussenwervelschijven samengedrukt/uitgerekt worden. Daardoor wordt de lengte van de wervelkolom langer/korter. Wanneer we liggen,trekt de aarde de ruggenwervels nog steeds naar zich toe, maar nu in een richting loodrechtop de wervelkolom. De tussenwervelschijven worden nu niet meer samengedrukt/uitgerekt maarworden terug dunner/dikker. Dat komt doordat de tussenwervelschijven elastisch/beenhard zijn.De totale lengte van de wervelkolom is nu langer/korter.32

E Denk nu opnieuw na over de openingsvraag. Kleur het bolletje bij het antwoord vanjouw keuze.Met welke situatie op aarde kan je een astronaut in de ruimte het best vergelijken?• Iemand die midden in de nacht aan het slapen isWaarom?Terwijl je aan het slapen bent, wordt je wervelkolom niet samengedrukt. Ook in de ruimte, waarde aarde niet aan je lichaam trekt, wordt je wervelkolom niet samengedrukt.Wat is je besluit? Vul aan.Tijdens een ruimtereis zweven astronauten in hun ruimtetuig of in het ruimtestation. De aardetrekt het lichaam en de wervelkolom van de astronauten wel/niet naar beneden. Hun tussenwervelschijvenworden gedurende lange tijd niet meer samengedrukt. Ruimtereizigers zijn in het ISSdan ook enkele centimeters groter dan op aarde. Wanneer ze terugkeren naar de aarde, wordenze terug kleiner.F Extra: Het fenomeen dat je in deze les geleerd hebt, zorgt voor heel wat ongemak bij astronauten.Vaak klagen ze over rugpijn. Bekijk de filmpjes ‘Sporten in de ruimte’ en ‘Terug op aarde’om te leren over de andere lichamelijke veranderingen waarmee astronauten te maken krijgen.Duid aan met een X met welke problemen astronauten wel of niet te maken krijgen.Probleem Astronautenkwaal Geen astronautenkwaalDesoriëntatieEvenwichtsproblemenAfname van het spierweefselXXXToename van de hoeveelheid puistjesProblemen bij het plassenXXAfname van het botweefselDuizeligheidBij terugkeer naar aarde: moeilijkheden metrechtop staanBij terugkeer naar aarde: moeilijkheden met hetherkennen van alledaagse voorwerpenBij terugkeer naar aarde: moeilijkheden met hetverschil tussen boven en onderXXXXX33

4.1 InvulkaartA Hoe drinken astronauten in de ruimte, volgens jou? Kleur het bolletje bij het antwoord van jouwkeuze.◦ Gewoon uit een glas◦ Uit een glas met een rietje◦ Uit een zakje met een rietje◦ Astronauten drinken niet, ze eten limonade in poedervormWaarom denk je dat jouw antwoord juist is? Overleg met je klasgenoten....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................B Bekijk het filmpje: ‘Bolvormig water’Wat gebeurt er met druppels water in het internationaal ruimtestation? Kleur het bolletje bij hetantwoord van jouw keuze.◦ Ze vallen op de grond◦ Ze blijven zweven◦ Ze stijgen naar het plafondC Nadenkertje: Hoe geraakt, volgens jou, het water dat wij drinken van onze mond tot in onzemaag?◦ Op een passieve manier: het valt van de mond, doorheen de slokdarm, tot in de maag◦ Op een actieve manier: spieren in de slokdarm duwen het water naar de maag.D Voer samen met een klasgenoot het experiment ‘Kun je ondersteboven drinken?’ uit.E Bekijk het filmpje: ‘Thee zetten in het ISS’Beantwoord opnieuw de vraag uit A. Hoe drinken astronauten in de ruimte? Kleur het bolletjebij het antwoord van jouw keuze.◦ Gewoon uit een glas◦ Uit een glas met een rietje◦ Uit een zakje met een rietje◦ Astronauten drinken niet, ze eten limonade in poedervorm34

Waarom drinken astronauten op deze manier? Vul de tekst aan met woorden uit volgendlijstje: borden, zweeft, stijgt, schaar, niet, valt, glazen, rietje, zweven, wel, zakjes, vallen,glas, zakje, stijgen.Opgelet: je moet niet elk woord gebruiken.Op aarde ........................................................................... voorwerpen. Ook wanneer je water in een glas giet, kan je zeggendat het water in het glas ........................................................................... In de ruimte ........................................................................... voorwerpen. Ookwater en andere vloeistoffen. Je kan er vloeistoffen dus ........................................................................... zomaar in een glasgieten. Daarom gebruiken astronauten ........................................................................... om uit te drinken. Zo raken ze ookgeen drankjes kwijt. Om zijn thee uit het ........................................................................... in zijn mond te krijgen, gebruiktFrank De Winne een ...........................................................................F Nadenkertje: Geen vieze tubes en poedertjes, maar heerlijke menu’s voor de astronauten vanvandaag. Het meeste voedsel dat astronauten mee naar het ISS nemen is gevriesdroogd. Daarbijwordt al het water uit de eetwaren verwijderd, zonder dat de smaak verdwijnt. Waarom wordtdeze techniek zoveel toegepast voor ruimtevoedsel, denk je? Overleg met je klasgenoten enformuleer samen een antwoord.......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................35

4.2 Doe-kaart: Kun je ondersteboven drinken?Vooraleer je aan dit experiment begint, formuleer je een hypothese. Een hypothese is een antwoordop de vraag die een experiment behandelt, zonder dat je de proef reeds uitgevoerd hebt. Het geeftaan wat volgens jou de uitkomst van het experiment zal zijn.Wat is jouw hypothese?Tip: Wat heb je geantwoord op de vraag in C? als je “passief” antwoordde, kunnen mensen volgens jou niet ondersteboven drinken. Water kanimmers niet omhoog vallen! als je “actief” antwoordde, kunnen mensen volgens jou wel ondersteboven drinken. Spieren in jeslokdarm duwen het water omhoog naar je maag.Kunnen mensen ondersteboven drinken, volgens jou?◦ Ja◦ NeeWat heb je nodig?- Een kussen of een valmat- Een glas water met een rietje- Jezelf en een klasgenoot (een proefleider en een proefpersoon)Aan de slag!Plaats het kussen of de valmat tegen een muur.De proefpersoon gaat tegen de muur op zijn hoofdstaan, eventueel met de hulp van de proefleider.De proefleider brengt het rietje aan de mondvan de proefpersoon. De proefpersoonprobeert nu te drinken door aan het rietjete zuigen.Was je hypothese◦ juist◦ foutWat is je besluit? (Schrap wat niet past)Mensen kunnen wel/niet ondersteboven drinken. Water en andere vloeistoffen worden actief/passiefvan onze mond naar onze maag getransporteerd.Dit proces heet peristaltiek. Zoek een definitie voor dit begrip. Gebruik daarvoor een woordenboek,(medische) encyclopedie of het internet.Peristaltiek: ..........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................36

4.3 Leerkrachtenfiche4.3.1 Didactische tipsA Laat de leerlingen nadenken over de vraag ‘Hoe drinkt een astronaut?’. Hebben zij gewoon flessenwater in de koelkast staan en gieten ze dat zoals wij in een glas, of doen ze het op een anderemanier? Welke problemen kunnen astronauten tegenkomen bij het behandelen van vloeistoffen?Breng een klassikale discussie op gang maar moedig de leerlingen aan om elk voor zich een antwoordte formuleren. Vertel de leerlingen dat ze in deze les zullen onderzoeken hoe astronautendrinken en waarom.B In het filmpje zien de leerlingen druppels (en grotere volumes) water rondzweven in het ISS. Laathen nadenken over het verschil met druppels water hier op aarde.C Hoe denken de leerlingen dat water van onze mond tot in onze maag geraakt? Zet hen aantot nadenken. Valt het water, net zoals in de open lucht, door onze slokdarm naar beneden?Of wordt het water doorheen onze slokdarm geduwd? Leg de leerlingen het verschil uit tussenactief en passief:- Actief: ons lichaam moet werken om het water op de juiste plaats te krijgen, door middel vanspieren die het water doorheen de slokdarm duwen.- Passief: water geraakt vanzelf op de juiste plaats, het valt doorheen onze slokdarm naar beneden,net zoals alles op aarde naar beneden valt.D Verdeel de leerlingen in groepjes van twee en laat hen zelfstandig (aan de hand van de Doekaart)de proef ‘Kun je ondersteboven drinken?’ uitvoeren.De leerlingen leren het woord ‘hypothese’ en leren een hypothese ‘formuleren’. Leg uit dat wetenschappersbij het uitvoeren van een experiment, vaak uitgaan van een hypothese. Ze hebbeneen bepaalde vooronderstelling bij een fenomeen, en willen die vooronderstelling via een experimentbewijzen. Soms kunnen wetenschappers hun hypothese bewijzen, soms bewijzen ze netdat het omgekeerde waar is.Doe de leerlingen nadenken over hun hypothese, aan de hand van de antwoorden die ze in Cgaven. Geef hen de opdracht om na het experiment te toetsen of hun hypothese juist of fout was.Bij het besluit, leren de leerlingen het woord ‘peristaltiek’.Extra: Visualiseer het woord ‘peristaltiek’ door een tennisbal bovenaan in een lange nylon kouste steken. De tennisbal geraakt niet passief naar beneden (hij valt niet doorheen de kous).Door met je hand de kous boven de tennisbal bijeen te knijpen, en je hand gradueel naarbeneden te bewegen, geraakt de tennisbal wel actief naar beneden. In je slokdarm gebeurthetzelfde: kringspieren snoeren je slokdarm samen en duwen zo voedsel en drank doorheenje slokdarm. Trouwens, ook je darmen gebruiken ‘peristaltiek’ om verteerd voedsel(uitwerpselen) richting toilet te vervoeren.37

E De leerlingen zien in het filmpje het antwoord op de vraag in (A). Ze kunnen de vraagnu juist beantwoorden. Uit wat ze geleerd hebben, kunnen ze nu ook besluiten waaromastronauten zakjes met een rietje gebruiken. Ze toetsen hun bevindingen aan de realiteit in hetISS.F Laat de leerlingen nadenken over de voedingsgewoonten van astronauten in de ruimte.Staat er een koelkast in het ISS (neen)? Hoe kan je voeding nog bewaren? Waarom wordt voedingslecht? Hoe kan je dat tegengaan?Hoe geraakt astronautenvoeding in het ISS? Wat zou dat kosten? Hoe kan je kosten besparen?Discussieer ook over de smaak van ruimtevoedsel. Zouden de leerlingen het zien zitten om zesmaanden lang gedroogde voeding, aangevuld met water, te eten? Hou zou astronautenvoedingsmaken?4.3.2 AchtergrondinfoDe geschiedenis van ruimtevoedselIn de beginjaren van de ruimtevaart, was de voeding die astronauten meekregen op hun vlucht allesbehalveeen gastronomisch hoogstandje. Ruimtevaartpioniers moesten tevreden zijn met hapklarebrokken, gevriesdroogde poedertjes en pasta’s in tubes. Lekker was het niet, maar je moet eriets voor over hebben om geschiedenis te schrijven.Tijdens de Gemini missies (1964 - 1966) waren al enkele verbeteringen aangebracht. De brokkenwerden gecoat met gelatine, zodat de kans op rondzwervende kruimels verkleinde, en de gevriesdroogdepoeders werden speciaal verpakt om het rehydrateren te vergemakkelijken. Tegelijkertijdwerden de menu’s uitgebreider en verbeterde de kwaliteit van het voedsel.De Apollo-missies (die onder andere de eerste mensen op de maan zetten in 1969) zorgden vooreen grote doorbraak op vlak van astronautenvoeding: warm water. Tot dan toe moesten ruimtereizigerskoud water toevoegen, wat niet bevorderlijk was voor de smaak.Ten tijde van het Skylab (1973 - 1979), het eerste Amerikaanse ruimtestation, werd meer en meeraandacht geschonken aan het dieet van astronauten. Voor het eerst was er voldoende plaats omecht te tafelen. Voetgrepen werden gebruikt opdat de bewoners van het lab aan tafel kondenplaatsnemen. Naast mes, vork en lepel, gebruiken astronauten sindsdien ook standaard een schaarbij het eten, om plastic verpakkingen te openen. In het Skylab was zelfs een diepvriezer en eenkoelkast aanwezig. Nadien werden zulke toestellen niet meer voorzien in ruimtemissies, tenzij voorwetenschappelijke doeleinden.Tegenwoordig stellen astronauten hun menu zelf samen, een paar maanden voor hun lancering.Hun dieet wordt samengesteld zodat ze elke dag honderd procent van hun dagelijkse behoeftenaan calorieën, vitaminen en mineralen binnenkrijgen.38

VriesdrogenOmdat het gewicht bij de lancering beperkt moet worden, is vriesdrogen al lange tijd eenpopulaire manier om ruimtevoedsel te bewerken. Bij het vriesdrogen wordt een product eerst sterkafgekoeld. Vervolgens wordt de omgevingsdruk verlaagd en warmte toegevoegd opdat het aanwezigewater sublimeert: het gaat over in de gasfase. Het gewicht van een voedingsmiddel kan met eenfactor vijf dalen door het te vriesdrogen, terwijl 98 procent van de voedingswaarde behouden blijft.Om een lekker maal te bereiden, volstaat het om wat warm water toe te voegen.Populaire gevriesdroogde gerechten in het ISS zijn garnalencocktail, macaroni met kaas en kip metrijst. Ook ontbijtgranen en drankjes worden gevriesdroogd. Hoewel de techniek erg duur is, wordtvriesdrogen ook gebruikt voor sommige toepassingen op aarde. Zo is instant koffie vaak gevriesdroogden wordt voeding voor trekkers op dezelfde manier als ruimtevoedsel gemaakt.Maar water is schaars in het ISS, zeker nu er permanent zes astronauten verblijven. Er wordt zoveelmogelijk water gerecycleerd, bijvoorbeeld uit urine.WarmtebehandelingEen andere manier om voedsel lang te kunnen bewaren, noodzakelijk omdat er in het ruimtestationgeen koeling aanwezig is, is thermostabilisatie. De voeding ondergaat een warmtebehandeling,waardoor schadelijke bacteriën en enzymen worden uitgeschakeld. Voorbeelden van thermostabielvoedsel zijn vis en fruit in blik. Ook door bestraling kan voedsel bewerkt worden voor gebruik in deruimte. Die laatste techniek past men vooral toe op vlees.ExtraatjesSommige voedingsmiddelen gaan in hun gewone vorm mee de ruimte in, zoals koekjes en nootjes.Sausjes zoals ketchup en mayonaise worden verpakt in individuele porties. Peper wordt opgelost inolie en zout in water, om de maaltijd een persoonlijke toets te geven.39

4.4 AntwoordkaartA Hoe drinken astronauten in de ruimte, volgens jou? Kleur het bolletje bij het antwoord van jouwkeuze.Alle antwoorden zijn goedWaarom denk je dat jouw antwoord juist is? Overleg met je klasgenoten.Alle antwoorden zijn goedB Bekijk het filmpje: 'Bolvormig' waterWat gebeurt er met druppels water in het internationaal ruimtestation? Kleur het bolletje bij hetantwoord van jouw keuze.• Ze blijven zwevenC Nadenkertje: Hoe geraakt, volgens jou, het water dat wij drinken van onze mond tot in onzemaag?• Op een actieve manier: spieren in de slokdarm duwen het water naar de maag.D (In te vullen op de Doe-kaart)Wat is je besluit? (Schrap wat niet past)Mensen kunnen wel ondersteboven drinken. Water en andere vloeistoffen worden actief vanonze mond naar onze maag getransporteerd.Hoe heet dit proces? Geef ook een definitie.Peristaltiek: De knijpende beweging van de spieren in een buisvormig orgaan, om de inhoud (bijvoorbeeldvoedsel) voort te stuwen.E Bekijk het filmpje: ‘Thee zetten in het ISS’Beantwoord opnieuw de vraag uit A. Hoe drinken astronauten in de ruimte? Kleur het bolletjebij het antwoord van jouw keuze.• Uit een zakje met een rietjeWaarom drinken astronauten op deze manier? Vul de tekst aan met woorden uit volgend lijstje:borden, zweeft, stijgt, schaar, niet, valt, glazen, rietje, zweven, wel, zakjes, vallen, glas, zakje, stijgen.Opgelet: je moet niet elk woord gebruiken.Op aarde vallen voorwerpen. Ook wanneer je water in een glas giet, kan je zeggen dat het waterin het glas valt. In de ruimte zweven voorwerpen. Ook water en andere vloeistoffen. Je kan ervloeistoffen dus niet zomaar in een glas gieten. Daarom gebruiken astronauten zakjes om uit tedrinken. Zo raken ze ook geen drankjes kwijt. Om zijn thee uit het zakje in zijn mond te krijgen,gebruikt Frank De Winne een rietje.40

F Nadenkertje: Geen vieze tubes en poedertjes, maar heerlijke menu’s voor de astronautenvan vandaag. Het meeste voedsel dat astronauten mee naar het ISS nemen is gevriesdroogd.Daarbij wordt al het water uit de eetwaren verwijderd, zonder dat de smaak verdwijnt.Waarom wordt deze techniek zoveel toegepast voor ruimtevoedsel, denk je? Overleg met jeklasgenoten en formuleer samen een antwoord.- Voedsel waaruit het water verwijderd is, is langer houdbaar.- In het ISS hebben ze geen koelkast. Voedsel waaruit het water verwijderd is, kan je bewaren zonderkoeling.- Elke kilo die je naar de ruimte wil sturen, kost veel geld. Door het water uit voedsel te verwijderen,bespaar je heel wat brandstof.41

5.1 InvulkaartA Wat doen astronauten in het ISS volgens jou met hun urine? Kleur het bolletje bij het antwoordvan jouw keuze.◦ Ze vangen hun urine op, verzamelen het in containers en sturen het terug naar de aarde◦ Ze lozen hun urine in de ruimte◦ Ze filteren hun urine en gebruiken het filtraat om te drinken en om eten te bereidenWaarom denk je dat astronauten dat doen? Overleg met je klasgenoten....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................B Hoeveel denk je dat het kost om één liter water naar het ISS te brengen? Overleg met je klasgenoten.Bekijk dan het filmpje: ‘Gewicht naar de ruimte’ en vul volgende tekst aan:Eén liter water naar het ISS brengen, kost €................................................................... Daarom wordt de urine van deastronauten ................................................................................................................................................. Met .................................................................................................................................................en het vocht van ................................................................................................................................................. gebeurt hetzelfde. Astronauten hebben..................... liter water per dag nodig.Zoek eens op hoeveel leidingwater de gemiddelde Vlaming verbruikt per dag.Antwoord: ...............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................C Nochtans is leidingwater drinkbaar water dat streng en veelvuldig gecontroleerd wordt, vooraleerhet uit jouw kraan verschijnt. Voor welke toepassingen is het noodzakelijk om drinkbaarwater te gebruiken? Zet een X in de juiste kolom.Planten water gevenKoffie of thee zettenWC doorspoelenWasmachineSpaghetti kokenAuto wassenCentrale verwarmingDrinkbaarNiet drinkbaar42

D Voer het experiment ‘Water zuiveren’ uit en ontdek hoe je zelf onzuiverheden uitwater kan verwijderen.Drinkwaterbedrijven gebruiken dezelfde principes om water te zuiveren: ze laten het water,dat ze uit de bodem of uit spaarbekkens halen, door zandbedden sijpelen. En ook in de natuurgebeurt hetzelfde: het pure water uit een bronnetje is zo zuiver omdat het eerst door allerleiaardlagen is gesijpeld, soms eeuwenlang.Opgelet! Het water dat je bekomt met deze proef, is niet drinkbaar! De astronauten in het ISShebben een beter systeem, dat ook bacteriën en virussen uit water kan verwijderen.E Hoe verzamelen astronauten hun urine? Bekijk het filmpje ‘Ruimtetoilet’. Welke weg legt deurine af, na het verlaten van een astronautenlichaam? Zet volgende woorden in de juiste volgorde:opvangbak - buis - kraan met drinkbaar water - ventilator - trechter - recyclagesysteem - klep..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................F Extra: Denk ook eens na over het afval dat astronauten dagelijks produceren: verpakkingen vanvoedsel, haartjes bij het scheren of haar knippen, ... Bekijk het filmpje ‘Afval in de ruimte’ enbeschrijf wat de bewoners van het ISS met hun afval doen.....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................43

5.2 Doe-kaart: Water zuiverenWat heb je nodig?- Schaal - Fijn grind- Koffiefilter - Zeef- Houtskool of houtskoolpoeder - Emmer- ZandAan de slag!Doe de koffiefilter in een bloempot en zet hem in de schaal. Vul de filter voor een derde met fijngemaakthoutskool of houtskoolpoeder. Was het zand en het grind apart onder de kraan, in een zeef.Doe een derde zand op de houtskool. Vul aan met grind.Schep een emmertje vuil vijver- of beekwater. Hou de zeef boven de bloempot en giet er het onzuiverewater in.Wat gebeurt er?De zeef houdt grotere brokken vuil tegen. In de lagen grind, zand, kool, papier en bloempot, rakenonreinheden vast in de steeds kleiner wordende porieën, of hechten zich aan de filterstoffen. Hetwater is nu - gedeeltelijk - gezuiverd. Toch maar niet van drinken, want er kunnen nog onzichtbaarvuil en bacteriën in zitten.44

5.3 Leerkrachtenfiche5.3.1 Didactische tipsA Laat de leerlingen nadenken over de vraag ‘Wat doen astronauten met hun urine’? Vangen zede urine op om terug te sturen naar de aarde? Is het mogelijk om urine te zuiveren tot drinkbaarwater? Mogen de astronauten hun urine zomaar in de ruimte lozen? Breng een discussie op gangmaar moedig de leerlingen aan om elk voor zich een antwoord te formuleren.B Het kost erg veel om massa naar de ruimte te brengen. Elke gram telt. De bedragen zijn astronomisch.Hebben de leerlingen een idee van de kostprijs om één liter water naar het ISS te brengen?Gaat het om tientallen, honderden, duizenden of zelfs tienduizenden euro’s? In het filmpje horende leerlingen het juiste bedrag. € 25.000 is heel wat, logisch dus dat astronauten zoveel mogelijkwater recycleren en zo weinig mogelijk water gebruiken. In het filmpje leren de leerlingen ookdat astronauten toekomen met slechts drie liter water per dag. Hoeveel gebruiken ze zelf? Wateen verschil! (Laat de leerlingen het gemiddeld dagelijks waterverbruik van de Vlaming opzoekenop internet. Afhankelijk van de bron, zijn antwoorden tussen 105 en 125 liter goed.)C Breng een discussie op gang over het waterverbruik van de leerlingen. Leidingwater is drinkbaar.Het is dus niet nodig om duur flessenwater te kopen om te drinken. Wie drinkt thuis flessenwater,wie drinkt leidingwater? Maar evenzeer is het niet nodig om drinkbaar leidingwater tegebruiken om bijvoorbeeld kleren te wassen, de auto te wassen, de WC door te spoelen... Wieheeft thuis een regenwaterput? Wie heeft een grondwaterput? In België is het aanleggen van eenregenwaterput verplicht bij de bouw van nieuwe huizen met een dak groter dan 75 m_.D In het experiment ‘Water zuiveren’ leren de leerlingen een manier om grof vuil gradueel uitvervuild water te verwijderen. Door verschillende lagen te gebruiken, met een steeds kleinereporiegrootte, worden steeds kleinere onzuiverheden tegengehouden. In het ISS wordt het watergezuiverd via een filtersysteem gecombineerd met thermische sterilisatie. Dat laatste is nodigom het water volledig veilig en drinkbaar te maken. Op regelmatige tijdstippen wordt het wateruitvoerig getest.E Vooraleer u het filmpje aan de leerlingen toont, kunt u hen vragen welke problemen astronautenkunnen hebben bij een toiletbezoek. In de ruimte vallen voorwerpen immers niet naar beneden,ze zweven. Zo ook urine en grote boodschappen.De leerlingen zien hoe Frank De Winne in het ISS naar het toilet moet gaan. Alle menselijk afvalwordt weggezogen door middel van een ventilator. De astronaut legt uit hoe de urine afgevoerdwordt: via een trechter en een klep die opengezet moet worden, wordt de urine via eenbuis naar een opvangbak gezogen. De afzuiging gebeurt door middel van een ventilatiesysteem.Ventilatoren veroorzaken een neer- en zijwaartse luchtstroom zodat de gewichtloze uitwerpselenniet blijven zweven. De laatste twee stappen moeten de leerlingen zelf te weten komen: vanuitde opvangbak gaat het water naar het recyclagesysteem en daarna is het terug beschikbaarals drinkbaar water... uit de kraan.45

F Tenslotte denken de leerlingen nog na over wat er met de rest van het afval gebeurt.Kan je zomaar afval in de ruimte gooien? Vertel hen over het probleem van ruimteschroot:allerlei afval (van verfschilfertjes tot afgedankte rakettrappen) dat aan extreem hoge snelhedendoor de ruimte vliegt. Het toenemend ruimteschroot vormt een reëel gevaar voor het ISS enandere functionele satellieten in de ruimte. Zelfs een klein verfschilfertje kan bij een snelheid van28.000 kilometer per uur heel wat schade veroorzaken. Het ISS wordt af en toe met behulp vanraketmotoren ‘verplaatst’ om een botsing met rondzwervend afval te vermijden.5.3.2 AchtergrondinfoHet ruimtetoiletIn 1961 ging Alan Shepard als eerste Amerikaan de ruimte in. Tijdens het wachten op de start, begonhet water in zijn blaas op te hopen... Zijn vlucht zou maar 15 minuten duren, een toiletbezoek was dusniet gepland. Maar de startprocedure stopzetten zou ook een enorme geldverspilling zijn. Shepardkreeg daarom de opdracht om het dan maar ‘in zijn pak te doen’. Niet erg comfortabel, want door zijnliggende positie hoopte de urine op tussen zijn schouderbladen. Om nog te zwijgen over de penibelesituatie tijdens zijn 4 minuten en 43 seconden durende gewichtloosheid.Zijn opvolgers kregen bij vertrek dan ook een luier aan. Maar voor de Apollo-missies waren de astronautenlanger weg van huis. Een luier was niet langer bruikbaar. De astronauten moesten zich behelpen metplastic zakjes die ze tegen hun achterste plakten.Het leven van astronauten is ondertussen heel wat aangenamer geworden. Ze kunnen nu gebruikmaken van de twee toiletten die aanwezig zijn in het ruimtestation. Ook in het Amerikaans ruimteveeris een gelijkaardig toilet aanwezig. Om hygiënische redenen, krijgen mannelijke ruimtevaarders elk eeneigen urineslangetje dat aan de trechter wordt gekoppeld. Vrouwelijke astronauten hebben een eigenversie van het trechtertje. Voor grote boodschappen, nemen de bewoners van het ISS plaats op hettoilet, dat zich aanpast aan de billen van de astronaut. Op die manier worden lekken vermeden. Hendelshouden de dijen van de gebruiker stevig vast en ook aan de voetsteunen zijn riemen voorzien.Urine wordt gerecycleerd tot drinkbaar water. Poep wordt verzameld in een zak en vervolgens gevriesdroogd.De zakken worden opgeslagen tot ze met een vrachtschip terug naar de aarde kunnen meegenomenworden. Als die vrachtschepen de aardatmosfeer bereiken, branden ze op ten gevolge van dewrijving met de lucht.Waterbesparing in het ISSAstronauten besparen water op verschillende manieren. Het toilet spoelen ze door met lucht in plaatsvan water. Zoveel mogelijk waterrijke afvalproducten worden gerecycleerd tot drinkbaar water. Onderandere urine, zweet, waterdamp uit de ademhaling, vochtige lucht en water gebruikt voor de persoonlijkehygiëne, wordt gerecycleerd. Maar ook uit vaste afvalstoffen wordt zoveel mogelijk water gehaald.De bewoners van het ISS wassen zichzelf met behulp van vochtige washandjes of handdoekjes. Tandenpoetsen gebeurt op dezelfde manier als op aarde. Hun haren wassen ze met droge shampoo. In plaatsvan hun kleren te wassen, gooien astronauten hun kleding weg nadat ze het drie dagen gedragen hebben.In Japan onderzoekt men nieuwe technologieën om kleding gedurende langere tijd te kunnendragen. Een Japanse ruimtevaarder droeg tijdens zijn verblijf in de ruimte een maandlang dezelfde onderbroek, zonder last te krijgen van hinderlijke geurtjes.46

5.4 AntwoordkaartA Wat doen astronauten in het ISS volgens jou met hun urine? Kleur het bolletje bij het antwoordvan jouw keuze.Alle antwoorden zijn goed.Waarom denk je dat astronauten dat doen? Overleg met je klasgenoten.Alle antwoorden zijn goed.B Hoeveel denk je dat het kost om één liter water naar het ISS te brengen? Overleg met je klasgenoten.Bekijk dan het filmpje: ‘Gewicht naar de ruimte’ en vul volgende tekst aan:Eén liter water naar het ISS brengen, kost € 25.000 Daarom wordt de urine van de astronautengerecycleerd. Met zweet en het vocht van vochtige handdoeken gebeurt hetzelfde. Astronautenhebben drie liter water per dag nodig.Zoek eens op hoeveel leidingwater de gemiddelde Vlaming verbruikt per dag.Antwoord: 120 liter (antwoorden tussen 105 l en 125 l zijn goed)C Nochtans is leidingwater drinkbaar water dat streng en veelvuldig gecontroleerd wordt, vooraleerhet uit jouw kraan verschijnt. Voor welke toepassingen is het noodzakelijk om drinkbaarwater te gebruiken? Zet een X in de juiste kolom.Planten water gevenKoffie of thee zettenWC doorspoelenWasmachineSpaghetti kokenAuto wassenCentrale verwarmingDrinkbaarXXNiet drinkbaarXXXXXD Voer het experiment ‘Water zuiveren’ uit en ontdek hoe je zelf onzuiverheden uit water kanverwijderen.Opgelet! Het water dat je bekomt met deze proef, is niet drinkbaar! De astronauten in het ISShebben een beter systeem, dat ook bacteriën en virussen uit water kan verwijderen.Drinkwaterbedrijven gebruiken dezelfde principes om water te zuiveren: ze laten het water,dat ze uit de bodem of uit spaarbekkens halen, door zandbedden sijpelen. En ook in de natuurgebeurt hetzelfde: het pure water uit een bronnetje is zo zuiver omdat het eerst door allerleiaardlagen is gesijpeld, soms eeuwenlang.47

E Hoe verzamelen astronauten hun urine? Bekijk het filmpje ‘Ruimtetoilet’. Welke weglegt de urine af, na het verlaten van een astronautenlichaam? Zet volgende woorden in dejuiste volgorde.Trechter - klep - buis - ventilator - opvangbak - recyclagesysteem - kraan met drinkbaar waterF Extra: Denk ook eens na over het afval dat astronauten dagelijks produceren: verpakkingen vanvoedsel, haartjes bij het scheren of haar knippen, ... Bekijk het filmpje ‘Afval in de ruimte’ enbeschrijf wat de bewoners van het ISS met hun afval doen.Het afval binnen het ruimtestation wordt in zakken bewaard, wordt gestouwd in een leeggemaaktevrachtcabine of in het Amerikaans ruimteveer. Het afval wordt dan terug naar de aardegestuurd.48

6.1 InvulkaartA Waarvoor gebruiken astronauten een robotarm, volgens jou? Kleur het bolletje bij het antwoordvan jouw keuze.◦ om koffie te zetten◦ om werken aan het ruimtestation uit te voeren◦ om aan hun rug te krabbenB Zoek op het internet informatie over de Canadarm2, de langste robotarm van het ISS.- Wat is de lengte van de Canadarm2?.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................- De plaatsen waar een robotarm kan plooien, noemt men gewrichten. Hoeveel gewrichten heeftde Canadarm2?.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................- Vind je ook nog andere robotarmen die gebruikt worden in de ruimtevaart? Zoek op het interneten bekijk het filmpje ‘Training in Japan’....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................49

C Een robotarm moet niet enkel vrij kunnen bewegen in de ruimte, hij moet ook voorwerpenkunnen vastnemen. Daarom plaatsen ingenieurs ingewikkelde eindeffectors op hetuiteinde van een robotarm. De Canadarm2 is uitgerust met een cilindervormige eindeffector, diemet behulp van drie kabels een voorwerp kan vastgrijpen. Ontdek hoe de eindeffector van deCanadarm2 werkt, in het experiment ‘Zonder handen’.Niet alleen in de ruimtevaart worden robotarmen gebruikt. Vind je nog andere toepassingen?- ...........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................- ...........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................- ...........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................D Wat zijn de voordelen of nadelen van een robotarm? Schrap wat niet past.Een robotarm kan snel/traag werken. Wanneer ze aan een lopende band geplaatst worden,behandelen ze elk product op dezelfde/een andere manier. Robotarmen kunnen moeilijk/alleenmakkelijk bereikbare plaatsen behandelen. Op plaatsen die gevaarlijk zijn voor mensen, zoalsdiep in de zee of hoog in de ruimte, zijn robotarmen een goede/slechte manier om taken van demens over te nemen.E Er bestaan verschillende soorten eindeffectors. Voor iedere toepassing, bestaat een beste keuze.Sommige robotarmen tillen voorwerpen op door middel van een zuiger. Robotarmen die chirurgengebruiken om op afstand te opereren, hebben bijvoorbeeld een scalpel als eindeffector. Ener bestaan zelfs robots die een echte hand gebruiken om voorwerpen te manipuleren. Maak jeeigen robothand in het experiment ‘Robothand’.50

6.2 Doe-kaart: Zonder handenWat heb je nodig?- 2 kartonnen (of plastieken) drinkbekers- Dun touw- Plakband- SchaarAan de slag!Zet de drinkbekers in elkaar en knip de bekers ongeveer halfweg in twee. Doe dit voorzichtig ennauwkeurig, probeer zo weinig mogelijk oneffenheden in de randen te knippen. Het deel met debodem van de beker, mag je weggooien.Knip drie stukjes touw af, van elke ongeveer 12 cm. Neem één touwtje en plak het uiteinde vastaan de binnenkant van de binnenste beker. Doe dat vlak onder de afgesneden rand. Plak het andereuiteinde aan de buitenkant van de buitenste beker, ongeveer op dezelfde plaats. Opgelet, druk hetstukje tape aan de buitenkant nog niet aan.Doe nu hetzelfde met de twee andere touwtjes. Zorg ervoor dat je de beker met de touwtjes netjesin drie verdeelt.Hou de rand van de onderste beker vast, en draai de bovenste beker rond tot de drie touwtjeselkaar kruisen. Herbevestig het buitenste eind van de touwtjes, zodat ze strak komen te staan.51

Gebruik dit gereedschap nu om voorwerpen op te tillen. Zet bijvoorbeeld een potloodrechtop (in een bekertje), ontspan de touwtjes, plaats de eindeffector omheen het potlood endraai aan het buitenste bekertje. Wanneer de touwtjes strak staan, kan je het potlood optillen.Probeer ook enkele andere voorwerpen op te tillen. Welke kan je makkelijk verplaatsen? Vul detweede kolom van de tabel aan met ja of nee. Zoek zelf nog twee voorwerpen om te testen.VoorwerpPotloodPenGomMarkeerstiftSchaarKan je dit voorwerp optillen?Wat is je besluit?Kan je alle voorwerpen optillen met je eindeffector? Wat zijn de voorwaarden opdat een voorwerp opgetildkan worden? Kan je een manier bedenken om dingen makkelijker omhoog te tillen met de effector?.............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................52

6.3 Doe-kaart: RobothandWat heb je nodig?- Dunne elastiekjes- Twee rietjes- Karton- Plakband- Schaar- Visdraad- Lat- PotloodAan de slag!Knip vier stukken karton uit: een vierkant van 10 cm x 10cm en drie rechthoeken van 2 cm x 9 cm. Leg het vierkant,dat de handpalm van je robotarm zal worden, evenaan de kant.Neem een van de vingers (de rechthoeken)en knip die in 3 gelijke stukken, van elk 3cmlang. Leg de ‘vingerkootjes’ terug tegen elkaaren maak ze aan elkaar vast met een langestrook plakband.Knip drie stukjes van 5cm van een elastiekje. Draai devinger om (met de plakband naar beneden) en leg hetstukje elastiek over een van de gewrichten. Plak deelastiek vast aan twee zijden van het gewricht, maarlaat de eindjes vrij. Plooi de eindjes van de elastiekterug, en plak ze vast. Zo kunnen de elastieken bij hetplooien niet doorslippen. Opgelet: plak de elastiekenstevig vast, anders zal de robothand zijn werk niet naarbehoren doen!53

Doe hetzelfde voor het tweedegewricht. Bevestig op dezelfde manier devinger aan de bovenzijde van de handpalm.Alle elastiekjes moeten aan dezelfde kantbevestigd worden.Draai de hand om, met de elastiekjes naarbeneden. Knip een stukje visdraad af van 35cm. Plooi het uiteinde van de draad over hettopje van de vinger en plak het daar vast.Knip van het rietje vier stukkenvan 2 cm. Plak een rietstukje in hetmidden van elk vingerkootje. Plakhet laatste stukje op de handpalm,in het verlengde van de vinger.Maak op dezelfde manier nogtwee vingers, en bevestig diein het midden en onderaan dehandpalm.Je kan de hand besturen metbehulp van de touwtjes. Door aande touwtjes te trekken, maakt dehand een grijpbeweging. Je kan erlichte voorwerpen mee optillen,bijvoorbeeld een leeg colablikje ofeen papieren drinkbeker. Als je detouwtjes viert, zorgen de stukjeselastiek ervoor dat de hand teruggestrekt wordt.Wat is je besluit?- Welke voorwerpen kan je optillen met de robothand?...............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................- Wat zou er gebeuren als je meer vingers aan de hand toevoegt?...............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................- Wat zou er gebeuren als je de hand uitrust met een duim?........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................54

6.4 Leerkrachtenfiche6.4.1 Didactische tipsA Laat de leerlingen nadenken over de vraag “Waarvoor gebruiken astronauten een robotarm?”.Gebruiken ze de robotarm binnen of buiten het ISS? Zet hen ook aan het denken over de groottevan een robotarm, welke taken die kan uitvoeren en hoe hij dat doet.B Moedig de leerlingen aan om op het internet informatie te zoeken over de grootste robotarmvan het ISS, de Canadarm2. Door goed gekozen trefwoorden in te vullen in de bekende zoekmachines,zullen ze snel het juiste antwoord vinden. Enkele websites waar de leerlingen gericht opzoek kunnen gaan naar informatie:- www.nasa.gov (Engels)- www.esa.int (Engels)- http://www.esa.int/esaCP/Netherlands.html (Nederlands)- www.technopolis.beC De leerlingen leren de betekenis van het woord ‘eindeffector’: de machinerie die aan het uiteindevan een robotarm bevestigd is, om specifieke taken te kunnen uitvoeren. Een eindeffector kan jevergelijken met de hand die aan een menselijke arm bevestigd is. De arm dient om de hand naarde juiste plaats te bewegen, de hand kan taken uitvoeren.De ankerplaatsen die op het ruimtestation bevestigd zijn, vergemakkelijken het manipulerendoor de robotarm. Ze zien eruit als een staaf met een knop erop. De cilindervormige eindeffectorkan over de ankerplaats geschoven worden, waarna de drie kabels sluiten vlak onder de knop.Laat de leerlingen opzoeken op welke plaatsen nog robotarmen ingezet worden.D Nadat de leerlingen geleerd hebben waar robotarmen gebruikt worden, kunnen ze discussiërenover de voordelen van een robotarm. Laat hen logisch nadenken bij het uitvoeren van de opdracht.Robotarmen dienen vaak als vervanging voor menselijke armen, bij gevaarlijk werk, op gevaarlijkeplaatsen of op moeilijk bereikbare plaatsen. Doordat een robotarm uit meer gewrichtenbestaat, kan hij plekjes binnenin voorwerpen bereiken die voor een mens niet toegankelijk zijn.Laat de leerlingen ook eens tellen hoeveel gewrichten hun eigen arm heeft: schouder, elleboog,pols. Ook de hand telt een aantal gewrichten: aan de vingerbasis plus nog twee gewrichten pervinger. Laat hen ook de beweegbaarheid van hun eigen gewrichten testen: de gewrichten van devingers zijn veel beperkter dan bijvoorbeeld het schoudergewricht. De duim is een speciaal geval:hij is opponeerbaar. Hij kan in meer richtingen bewegen dan de andere vingers. Met onze duimkunnen we elke vinger van dezelfde hand aanraken (de leerlingen kunnen dit uitproberen).E De leerlingen leren nu dat er verschillende soorten eindeffectors bestaan, afhankelijk van de taakdie de robotarm moet uitvoeren. Spoor de leerlingen aan hun fantasie te gebruiken om nogmeer soorten eindeffectors te verzinnen. In het experiment maken de leerlingen eenmodel van de meest gesofisticeerde eindeffectors: de robothand. Door middel55

van touwtjes kunnen ze de hand een grijpbeweging laten maken, de elastieken zorgenervoor dat de hand terug in de beginpositie geraakt.De robothand die de leerlingen maakten, heeft geen duim. Daardoor zijn de mogelijkhedenervan beperkt. Enkel lichte of ruwe voorwerpen kunnen gemakkelijk opgetild worden.Extra: Laat de leerlingen ervaren hoe vaak ze hun duim gebruiken. Tape hun duim vast aan de restvan hun hand met wat afplakband. Daag hen nu uit om enkele simpele, alledaagse handelingen uitte voeren: veters knopen, een rits sluiten, een hemdsknop dichtdoen, ... Leerlingen die snel klaar zijn,kunnen proberen hun robothand te voorzien van een duim.6.4.2 AchtergrondinfoRobotarmen in de ruimteRobotarmen zijn onmisbaar voor de ruimtevaartindustrie. Ze maken het mogelijk om op een veiligemanier werken uit te voeren aan bijvoorbeeld het internationaal ruimtestation, zonder daarvoor een riskanteruimtewandeling te moeten ondernemen. Maar ook tijdens ruimtewandelingen zijn robotarmenvan grote hulp. Ze brengen de astronaut naar de juiste plaats en ze voorzien hem van houvast tijdenszijn werkzaamheden. Op geregelde afstanden zijn aansluitpunten voorzien waaraan de astronaut zichkan bevestigen. Zo zal hij nooit volledig vrij in de ruimte ronddwalen.Het internationaal ruimtestation ISS is sinds 2001 voorzien van een extra grote robotarm, deCanadarm2. Astronauten die de manipulator tijdens hun ruimtevlucht zullen bedienen, moetendaarvoor een doorgedreven training doorstaan. Het is immers geen sinecure om het 17,6 meter langewerktuig met maar liefst zeven gewrichten in goede banen te leiden. De Canadarm2 kan in de ruimteladingen verplaatsen tot 116 ton zwaar.De Canadarm2, officieel de ‘Space Station Remote Manipulator’, maakt deel uit van het ‘MobileServicing System (MSS). De andere onderdelen zijn de ‘Mobile Base’, een platform dat het mogelijkmaakt de robotarm over de gehele lengte van het ISS te verplaatsen, en de ‘Special Purpose DexterousManipulator’ (of Dextre), een extra robotarm die aan de eindeffector van de Canadarm2 bevestigd kanworden. De Dextre bestaat uit twee kleinere robots die elk 7 gewrichten hebben. Ze zijn in staat om ergnauwkeurig werk te verrichten.Het kleinere broertje van de Canadarm2, de Canadarm (of ‘Shuttle Remote Manipulator System’), is derobotarm waarmee het Amerikaans ruimteveer uitgerust is. Daarmee kunnen vrachten uit het vrachtruimvan de Space Shuttle genomen en op de juiste plaats afgezet worden. Ook wordt de Canadarm gebruiktom werken uit te voeren aan satellieten, zoals de Hubble telescoop. Een camera op de Canadarmwordt gebruikt om de buitenzijde van het ruimteveer te inspecteren. Tenslotte wordt de robotarmgebruikt als hulpmiddel bij ruimtewandelingen.Aan de Japanse module Kibo van het ISS is ook een robotarm bevestigd: het ‘Remote ManipulatorSystem’. Die bestaat uit twee robotarmen met elk zes gewrichten, die taken aan de buitenkant van demodule kan uitvoeren. De hoofdarm wordt gebruikt om zware vrachten te verplaatsen. De kleine arm,die aan de hoofdarm bevestigd kan worden, voert precisiewerk uit.In 2011 zal nog een Europese robotarm (ERA) naar het ruimtestation gebracht worden, die het mogelijkmoet maken aan de Russische modules te werken. De ERA zal voorzien zijn van tweeeindeffectoren, waardoor hij als het ware over het ISS kan ‘lopen’, door afwisselendmet elke eindeffector één van de ankerpunten vast te grijpen.56

6.5 AntwoordkaartA Waarvoor gebruiken astronauten een robotarm, volgens jou? Kleur het bolletje bij het antwoordvan jouw keuze.Alle antwoorden zijn goed.B Zoek op het internet informatie over de Canadarm2, de langste robotarm van het ISS.- Wat is de lengte van de Canadarm2?17,6 meter- De plaatsen waar een robotarm kan plooien, noemt men gewrichten. Hoeveel gewrichten heeftde Canadarm2?7- Vind je ook nog andere robotarmen die gebruikt worden in de ruimtevaart? Zoek op het interneten bekijk het filmpje ‘Training in Japan’.De Canadarm van het Amerikaans ruimteveer; de Japanse robotarm, De Europese robotarm(ERA), de Special Purpose Dexterous Manipulator (of Dextre, of SPDM; die bevestigd wordt aande Canadarm2)C Een robotarm moet niet enkel vrij kunnen bewegen in de ruimte, hij moet ook voorwerpenkunnen vastnemen. Daarom plaatsen ingenieurs ingewikkelde eindeffectors op het uiteinde vaneen robotarm. De Canadarm2 is uitgerust met een cilindervormige eindeffector, die met behulpvan drie kabels een voorwerp kan vastgrijpen. Ontdek hoe de eindeffector van de Canadarm2werkt, in het experiment ‘Zonder handen’.Doe-kaart (2)Wat is je besluit?Kan je alle voorwerpen optillen met je eindeffector? Wat zijn de voorwaarden opdat een voorwerpopgetild kan worden? Kan je een manier bedenken om dingen makkelijker omhoog te tillenmet de effector?Niet alle voorwerpen kan je optillen met deze eindeffector. Gladde, zware voorwerpen zijn moeilijkerte verplaatsen dan ruwe, lichte voorwerpen. Om voorwerpen makkelijker te kunnen optillen,voorzien ingenieurs ze van speciale ankerplaatsen.Niet alleen in de ruimtevaart worden robotarmen gebruikt. Vind je nog andere toepassingen?- Aan de lopende band in de auto-industrie- Bij moeilijke operaties- In attractieparkenD Wat zijn de voordelen of nadelen van een robotarm? Schrap wat niet past.Een robotarm kan snel/traag werken. Wanneer ze aan een lopende band geplaatst worden,behandelen ze elk product op dezelfde/een andere manier. Robotarmen kunnen moeilijk/alleenmakkelijk bereikbare plaatsen behandelen. Op plaatsen die gevaarlijk zijn voor mensen, zoalsdiep in de zee of hoog in de ruimte, zijn robotarmen een goede/slechte manier omtaken van de mens over te nemen.57

E Er bestaan verschillende soorten eindeffectors. Voor iedere toepassing, bestaat eenbeste keuze. Sommige robotarmen tillen voorwerpen op door middel van een zuiger.Robotarmen die chirurgen gebruiken om op afstand te opereren, hebben bijvoorbeeld een scalpelals eindeffector. En er bestaan zelfs robots die een echte hand gebruiken om voorwerpen temanipuleren. Ontdek hoe een robothand werkt in het experiment ‘Robothand’.Doe-kaart (3)- Welke voorwerpen kan je optillen met de robothand?Verschillende antwoorden zijn mogelijk- Wat zou er gebeuren als je meer vingers aan de hand toevoegt?Met meer vingers kan je meer kracht uitoefenen, en kan je meer voorwerpen optillen.- Wat zou er gebeuren als je de hand uitrust met een duim?Een duim werkt in een andere richting, zodat je robothand meer handigheid verkrijgt. Zo kan hijkleinere voorwerpen optillen of moeilijkere taken uitvoeren.58

7.1 InvulkaartA Bekijk het filmpje ‘Kwetsbare aarde’. Een van de favoriete bezigheden van de bewoners van hetinternationaal ruimtestation, is kijken naar de aarde. Kan je, volgens jou, van op de aarde het ISSzien? Kleur het bolletje bij het antwoord naar jouw keuze.◦ ja◦ neeWaarom denk jij dat je het ISS van op de aarde wel/niet kan zien? Overleg met je klasgenoten.....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................B Het ISS vliegt in een baan omheen de aarde. Die baan heeft een aantal eigenschappen. Zoek ophet internet de antwoorden op volgende vragen. Verbind de vragen met het juiste antwoord.Hoe hoog vliegt het ISS ongeveer boven het aardoppervlak (in km)? 1,5Hoe snel vliegt het ISS ongeveer (in km/u)? 16In hoeveel tijd legt het ISS één rondje omheen de aarde af (in uur)? 28 000Hoe vaak zien astronauten in het ISS elke dag de zon op- en ondergaan? 400C Als je weet dat de straal van de aarde gelijk is aan6.370 km, hoe lang is dan de baan van het ISS?- Bereken eerst de straal van de cirkel die het ISS omheende aarde beschrijft.............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................- Geef de formule voor de omtrek van een cirkel........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................- Hoe lang is dan de baan die het ISS omheen de aarde maakt?..............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................59

- Controleer of je het juist hebt. Deel de lengte van ISS-baan door de tijd dat het ISSnodig heeft voor één rondje omheen de aarde. Je bekomt nu de snelheid van het ISS.• Wat is die snelheid? ..................................................................................................................................................................................................................................................................................• Komt die overeen met wat je in B opzocht? .........................................................................................................................................................................................D Voer het experiment ‘Dag en nacht in het ISS’ uit. Teken ook de baan van het ISS, zoals aangegevenop de Doe-kaart.E Terwijl het ISS een baan omheen de aarde beschrijft, draait de aarde verder om haar as. Telkenswanneer het ISS één omwenteling gemaakt heeft, is de aarde alweer een klein stukje verder gedraaid.Daarom vliegt het ISS nooit tweemaal achter elkaar over dezelfde plaats op aarde. Je kanhet ISS alleen zien als het dichtbij jouw plaats op aarde overvliegt. Als het ISS achter de horizonverdwijnt, kan je het onmogelijk waarnemen. Maar er zijn nog voorwaarden.Surf naar de website www.heavens-above.com. Waar bevindt het ISS zich nu (de wereldkaart opde site toont de huidige positie van het ISS)? ...............................................................................................................................................................................................................................Druk nu op de link ‘select from map’. Zoom in en navigeer naar jouw woonplaats. Duid je woonplaatsaan en klik onderaan op ‘submit’ om je keuze te bevestigen.Klik nu onder de titel ‘Satellites’ op ‘ISS’. Je krijgt een tabel te zien met de tijdstippen waarophet ISS boven jouw woonplaats te zien zal zijn. Wat valt op? Kleur het bolletje bij het juisteantwoord.◦ het ISS is alleen midden in de nacht te zien◦ het ISS is alleen overdag te zien◦ het ISS is alleen ‘s morgens vroeg of ‘s avonds laat te zienF Besluit: Wanneer kan je het ISS zien? Denk logisch na over de voorwaarden waaraan het ISSmoet voldoen, opdat je het van op de aarde zou kunnen zien. Schrap wat niet past:Door zijn grote afmetingen reflecteert het ISS geen/wel licht van de zon, dat hier op aarde zichtbaaris. Daarom ziet het ruimtestation eruit als een heldere ster/donkere vogel. Je kan het ISS danook alleen zien wanneer het donker/licht is. Bovendien moet er op dat moment wel/geen zonlichtvallen op het ISS. Dat kan alleen wanneer het dag/nacht is voor de bewoners van het ISS en hettegelijkertijd dag/nacht is in jouw woonplaats. Je kan het ISS dus enkel overdag/bij het vallen vande avond en voor het opkomen van de zon /midden in de nacht zien.60

7.2 Doe-kaart: Dag en nacht in het ISSWat heb je nodig?- Jezelf en twee klasgenotenAan de slag!1 Wanneer is het op de aarde dag? Wanneer is het nacht?Eén leerling speelt de aarde, de andere speelt de zon. De leerlingen gaan op 4 meter afstand vanelkaar staan, met het gezicht naar elkaar toe. Beantwoord volgende vragen:• Aan welke kant van de aarde is het dag? ............................................................................................................................................................................................................................................• Aan welke kant van de aarde is het nacht? ...................................................................................................................................................................................................................................De zon blijft stilstaan, de aarde draait om haar eigen as. De leerling die de aarde speelt, draait eenkwartslag naar links.• Waar is het nu dag? ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................• En waar is het nacht? ..............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................2 Wanneer is het in het ISS dag? Wanneer is het nacht?Nu komt de derde leerling meedoen. Hij/zij speelt het ISS. Het ISS draait omheen de aarde, opongeveer een halve meter afstand.• Wanneer is het dag in het ISS? .......................................................................................................................................................................................................................................................................................• Wanneer is het nacht in het ISS? ..............................................................................................................................................................................................................................................................................BesluitVul volgende woorden in op de tekening (in de kadertjes): dag, nacht. De satelliet die je op verschillendeplaatsen omheen de aarde ziet, stelt het ISS voor.Links zie je de zon schijnen.61

62Extra: De baan van het ISS- Teken een cirkel die de aarde voorstelt.- Teken de evenaar: trek een horizontale lijn door het midden van de aarde.- Teken een meridiaan: trek een verticale lijn door het midden van de aarde, loodrecht op deevenaar.- Duid op de tekening de vier windrichtingen aan.- Teken nu de baan van het ISS: trek een lijn door het midden van de aarde, die een hoek van 51,6°maakt met de evenaar. Het ISS vliegt van west naar oost. Duid die richting aan met een pijl.

7.3 Leerkrachtenfiche7.3.1 Didactische tipsA Toon de leerlingen het filmpje ‘Kwetsbare aarde’. Wijs hen erop dat de astronauten die in hetISS verblijven nooit de volledige aardbol kunnen zien. Ze zien maar een klein stukje. Dat komtdoordat de aarde bol is. Vergelijk het met een grote open vlakte. Wanneer je daar in de vertekijkt, zie je op een bepaalde afstand de horizon. Als je op een hoge toren in diezelfde vlakte gaatstaan, zie je een groter stuk van de aarde. De horizon ligt nu verderop. Hoe hoger de toren, hoeverder de horizon en hoe groter het stuk aarde dat je kan zien. En de astronauten in het ISS,kijken van op een wel heel grote hoogte naar de aarde.Laat de leerlingen nadenken over de vraag ‘Kan je van op de aarde het ISS zien? De astronautenzien onze aarde, maar met weinig details. Het ISS is erg klein. Zou je het toch kunnen zien? Brengeen discussie op gang maar moedig de leerlingen aan om hun eigen antwoord te formuleren.B Laat de leerlingen op het internet op zoek gaan naar informatie over het ISS. Op sommige websiteszullen ze alle gevraagde informatie in één keer vinden. Als ze een zoekmachine gebruiken,kunnen ze de vragen ook een voor een oplossen. Enkele websites waar de leerlingen gericht opzoek kunnen gaan naar informatie:- www.nasa.gov (Engels)- www.esa.int (Engels)- http://www.esa.int/esaCP/Netherlands.html (Nederlands)- www.technopolis.beOp de vraag ‘Hoe vaak zien astronauten in het ISS elke dag de zon op- en ondergaan’ zullen deleerlingen minder snel een antwoord vinden. Het volstaat dan om het aantal uren in een dag (24)te delen door de tijd van één rondje aarde (1,5 u).C Hier moeten de leerlingen stap voor stap een vraagstuk oplossen. Laat hen over elke stap nadenkenen moedig hen aan om zelf de oplossingen te berekenen. Als hulpmiddel kan u een tekeningop het bord maken: de aarde met haar straal, en het ISS op een hoogte van 400 km. Zo zien deleerlingen gemakkelijk wat de straal van de baan van het ISS is.D In dit experiment ontdekken de leerlingen wat dag en nacht, licht en donker veroorzaakt. Het isdag wanneer de stralen van de zon je kunnen bereiken, nacht wanneer ze dat niet doen (ongeachtwaar je je bevindt). De leerlingen leren dat dag en nacht verschillend zijn op aarde en in hetISS. Deze bevindingen kunnen de leerlingen later in de les gebruiken om te verklaren wanneerhet ISS zichtbaar is.E In dit deel leren de leerlingen dat je het ISS inderdaad kan zien van op de aarde, maar niet altijd.Ze gaan zelf, op een logische manier, op zoek naar de voorwaarden waaraan de omstandighedenmoeten voldoen.Eerst leren ze dat het ISS steeds op een andere plaats boven de aarde verschijnt. Metbehulp van de website www.heavens-above.com kunnen ze bepalen waar het ISS63

zich op het moment van de les bevindt. Misschien vliegt het ISS wel net boven Europa.Maar hou de leerlingen tegen om meteen naar buiten te lopen, overdag kan u het ISS immersniet zien.Op de website kunnen de leerlingen op zoek gaan naar momenten waarop ze het ISS wel kunnenwaarnemen van op de aarde. Op de kaart kunnen ze inzoomen naar hun eigen woonplaats.Daarvoor gebruiken ze de hulpmiddelen aan de linkerkant van de kaart. Met de + en de - knopkunnen ze in- en uitzoomen. Met de pijlen kunnen ze de kaart bewegen. Als de kaart genoeg detailstoont, klikken ze hun woonplaats aan. Er verschijnt dan een rode aanduiding. Wanneer hunwoonplaats bevestigd is, kunnen de leerlingen opzoeken wanneer het ISS zichtbaar is. De tijdstippenwaarop dat mogelijk is, doen de leerlingen vermoeden dat je enkel op bepaalde tijdstippenhet ISS kan zien. Inderdaad, het lukt alleen als de nacht nog maar net gevallen is of bijna voorbijis. Omdat de aarde bolvormig is, kan de zon dan nog/al op het ISS schijnen terwijl wij al/nog induisternis gehuld zijn.F Help de leerlingen doorheen dit onderdeel. Logisch nadenken helpt hen bij het invullen van deoefening. Het ISS is in totaal ongeveer zo groot als een voetbalveld. De grote zonnepanelen zorgenervoor dat het ruimtestation helderder aan de hemel schittert dan de felste sterren. Met hetblote oog, kan je het ISS zien als een heldere stip die met grote snelheid langs de hemel beweegt.Laat hen terugdenken aan het experiment dat ze uitvoerden. Op de tekening van het besluit,kunnen ze zien dat op bepaalde momenten het ISS nog door de zon beschenen wordt, terwijlhet op dezelfde plaats op aarde al nacht is.7.3.2 AchtergrondinfoWaar begint de ruimte?Zoals de ISS-bewoners vanuit de ruimte kunnen zien, is de atmosfeer maar een heel dun laagjeomheen de aarde. Maar waar de ruimte precies begint, daarover verschillen de meningen. Op zo’n10 kilometer hoogte is er te weinig lucht om nog te kunnen ademen zonder hulpmiddelen. Je hebter Extra zuurstof nodig. Op tachtig kilometer hoogte is er zo weinig lucht, dat vliegtuigen er nietmeer kunnen vliegen. Dichter bij de aarde worden hun vleugels ‘gedragen door de lucht’. Volgens deNASA ben je pas een astronaut als je ooit hoger dan 80 kilometer boven de aarde bent geweest. Op200 kilometer boven de aarde is er nagenoeg geen lucht meer. Je kan er zonder al te veel moeite ineen baan om de aarde blijven. Vanaf daar kan je satellieten tegenkomen. Maar tot op 700 kilometerhoogte houdt de dampkring pas echt op.Hoe laat is het in het ISS?In het ISS gaat de zon om de 1,5 uur op en onder. Maar dat betekent niet dat astronauten om de 90minuten weer in hun bed kruipen.Tijdens hun missie in het ISS gebruiken astronauten de ‘Greenwich Mean Time’, een standaardtijd.In België is het in de winter een uur later dan die GMT, in de zomer is het twee uur later. ‘s Nachtsbedekken de astronauten hun ramen opdat ze makkelijker zouden kunnen slapen. Wanneerde ISS-bewoners bezoek krijgen, passen ze hun tijd aan aan de tijdszone van de bezoe-64

kers. Als die bijvoorbeeld op Cape Canaveral in Florida vertrokken zijn, gebruiken ze in hetISS een tijdlang de tijdszone die in Florida heerst.Weetje: Waarom gaan alle satellieten van west naar oost?Raketten worden meestal afgeschoten naar het oosten omdat ook de aarde naar het oosten draait.Op die manier krijgt de raket al een initiële snelheid in de juiste richting mee. Meestal worden de rakettenook nabij de evenaar afgeschoten. Een punt op de evenaar, draait aan zo’n 1700 km/u rondde aarde. Die 1.700 km/u die de raket al heeft op het ogenblik van lanceren, zorgt voor een behoorlijkereductie in brandstofkost.Wanneer kan je het ISS zien?Het ISS mag zich dan wel in de ruimte bevinden, eigenlijk is het dichterbij dan je denkt. Het vliegtmet een snelheid van bijna 28.000 kilometer per uur op een afstand van zo’n 350 kilometer rond deaarde. Op die manier duurt één aardomwenteling ongeveer 90 minuten.Door zijn grote afmetingen reflecteert het voldoende licht om het ‘s avonds van op de aarde te kunnenzien. Meer nog, de diverse zonnepanelen zorgen ervoor dat het ruimtestation helderder aan dehemel schittert dan de felste sterren. Met het blote oog, kan je het ISS zien als een heldere stip diemet grote snelheid langs de hemel beweegt.Maar dat lukt niet elke nacht. Het ISS vliegt immers niet telkens over hetzelfde deel van de aarde.Wanneer het ISS na 90 minuten één omwenteling gemaakt heeft, is de aarde alweer een klein stukjeverder gedraaid. Bovendien lukt het alleen als de nacht nog maar net gevallen is. Omdat de aardebolvormig is, kan de zon dan nog op het ISS schijnen terwijl wij al in duisternis gehuld zijn.65

7.4 AntwoordkaartA Bekijk het filmpje ‘Kwetsbare aarde’. Een van de favoriete bezigheden van de bewoners van hetinternationaal ruimtestation, is kijken naar de aarde. Kan je, volgens jou, van op de aarde het ISSzien? Kleur het bolletje bij het antwoord naar jouw keuze.Alle antwoorden zijn goedWaarom denk jij dat je het ISS van op de aarde wel/niet kan zien? Overleg met je klasgenoten.Alle antwoorden zijn goedB Het ISS vliegt in een baan omheen de aarde. Die baan heeft een aantal eigenschappen. Zoek ophet internet de antwoorden op volgende vragen. Verbind de vragen met het juiste antwoord.Hoe hoog vliegt het ISS ongeveer boven het aardoppervlak (in km)? 1,5Hoe snel vliegt het ISS ongeveer (in km/u)? 16In hoeveel tijd legt het ISS één rondje omheen de aarde af (in uur)? 28 000Hoe vaak zien astronauten in het ISS elke dag de zon op- en ondergaan? 400C Als je weet dat de straal van de aarde gelijk is aan 6.370 km, hoe lang is dan de baan van het ISS?- Bereken eerst de straal van de cirkel die het ISS omheen de aarde beschrijft.r = straal aarde + hoogte ISS = 6.770 km- Geef de formule voor de omtrek van een cirkelomtrek = 2.π.r- Hoe lang is dan de baan die het ISS omheen de aarde maakt?omtrek baan ISS = 2. π.6.770 km = 42.537 km- Controleer of je het juist hebt. Deel de lengte van ISS-baan door de tijd dat het ISS nodig heeftvoor één rondje omheen de aarde. Je bekomt nu de snelheid van het ISS.• Wat is die snelheid? v = omtrek baan ISS/1,5 u = 42.537 km / 1,5 u = 28.358 km/u• Komt die overeen met wat je in B opzocht? jaD Voer het experiment ‘Dag en nacht in het ISS’ uit. Teken ook de baan van het ISS, zoals aangegevenop de Doe-kaart.Antwoorden Doe-kaart:• Aan welke kant van de aarde is het dag? De voorkant van de leerling• Aan welke kant van de aarde is het nacht? De achterkant van de leerlingDe zon blijft stilstaan, de aarde draait om haar eigen as. De leerling die de aarde speelt draait eenkwartslag naar links.• Waar is het nu dag? De rechterkant van de leerling• En waar is het nacht? De linkerkant van de leerling• Wanneer is het dag in het ISS? Als het ISS de zon kan zien• Wanneer is het nacht in het ISS? Als de aarde tussen het ISS en de zon staat66

dagBesluitdagdagnachtnachtExtra: De baan van het ISS- Teken een cirkel die de aarde voorstelt.- Teken de evenaar: trek een horizontale lijn door het middenvan de aarde.- Teken een meridiaan: trek een verticale lijn door het middenvan de aarde, loodrecht op de evenaar.- Duid op de tekening de vier windrichtingen aan.- Teken nu de baan van het ISS: trek een lijn door het midden van deaarde, die een hoek van 51,6° maakt met de evenaar. Het ISS vliegtvan west naar oost. Duid die richting aan met een pijl.dagE Surf naar de website www.heavens-above.com/. Waar bevindt het ISS zich nu (de wereldkaart opde site toont de huidige positie van het ISS)?Verschillende antwoorden mogelijkDruk nu op de link ‘select from map’. Zoom in en navigeer naar jouw woonplaats. Klik onderaanop ‘submit’ om je keuze te bevestigen.Klik nu onder de titel ‘Satellites’ op ‘ISS’. Je krijgt een tabel te zien met de tijdstippen waarophet ISS boven jouw woonplaats te zien zal zijn. Wat valt op? Kleur het bolletje bij het juisteantwoord.• het ISS is alleen te zien vlak na zonsondergang of vlak voor zonsopgangF Besluit: Wanneer kan je het ISS zien? Denk logisch na over de voorwaarden waaraan het ISSmoet voldoen, opdat je het van op de aarde zou kunnen zien. Schrap wat niet past:Door zijn grote afmetingen reflecteert het ISS geen/wel licht van de zon, dat hier op aarde zichtbaaris. Daarom ziet het ruimtestation eruit als een heldere ster/donkere vogel. Je kan het ISS danook alleen zien wanneer het donker/licht is. Bovendien moet er op dat moment wel/geen zonlichtvallen op het ISS. Dat kan alleen wanneer het dag/nacht is voor de bewoners van het ISS en hettegelijkertijd dag/nacht is in jouw woonplaats. Je kan het ISS dus enkel overdag/bij het vallenvan de avond en voor het opkomen van de zon /midden in de nacht zien.67

Dit educatief pakket kan gebruikt worden om volgende eindtermen te bereiken(geldig vanaf 1 september 2010):Eindtermen aardrijkskunde1 Landschap en kaartDe leerlingen kunnen2 kaarten en plattegronden lezen door gebruik te maken van legende, schaal en oriëntatie.Eindtermen natuurwetenschappen of fysica en/of biologie en/of wetenschappelijkwerkDe leerlingen kunnen1 Systemen2. bij de mens de bouw, de werking en de onderlinge samenhang van het spijsverteringsstelsel, hetademhalingsstelsel, het bloed, de bloedsomloop en het uitscheidingsstelsel beschrijven.6. Met concrete voorbeelden aangeven dat organismen op verschillende manieren aangepast zijnaan hun omgeving.8. In concrete voorbeelden aantonen dat de omgeving het voorkomen van levende wezens beïnvloedten omgekeerd.2 Interactie10. in concrete voorbeelden aantonen dat er verschillende soorten krachten kunnen voorkomentussen voorwerpen en dat een kracht de vorm of de snelheid van een voorwerp kanveranderen.15. zichtbare en onzichtbare straling in verband brengen met verschijnselen en toepassingen uit hetdagelijks leven.5 Wetenschappelijke vaardigheden20. onder begeleiding, een natuurwetenschappelijk probleem herleiden tot een onderzoeksvraag,en een hypothese of verwachting over deze vraag formuleren.21. onder begeleiding, bij een onderzoeksvraag gegevens verzamelen en volgens een voorgeschrevenwerkwijze een experiment, een meting of een terreinwaarneming uitvoeren.24. onder begeleiding resultaten uit een experiment, een meting of een terreinstudie weergeven.Dit kan gebeuren in woorden, in tabel of grafiek, door aan te duiden op een figuur ofdoor te schetsen. De leerlingen gebruiken daarbij de correcte namen en symbolen.68

Eindtermen wiskunde1.1.2 Getallenleer: ProceduresDe leerlingen7. voeren de hoofdbewerkingen (optelling, aftrekking, vermenigvuldiging en deling) correct uit inde verzamelingen van de natuurlijke, de gehele en de rationale getallen.1.3.1 Meetkunde: Begripsvorming - FeitenkennisDe leerlingen26. kennen en gebruiken de meetkundige begrippen diagonaal, bissectrice, hoogtelijn, middelloodlijn,straal, middellijn, overstaande hoeken, nevenhoeken, aanliggende hoeken,middelpuntshoeken.1.3.2 Meetkunde: ProceduresDe leerlingen32. kiezen geschikte eenheden en instrumenten om afstanden en hoeken te meten of te construerenmet de gewenste nauwkeurigheid.34. berekenen de omtrek en oppervlakte van driehoek, vierhoek en cirkel en de oppervlakte en hetvolume van kubus, balk en cilinder.Eindtermen techniek1 Kerncomponenten techniekDe leerlingen kunnen6. in concrete voorbeelden uit techniek het nut, aantonen van de gebruikte hulpmiddelen zoalsgereedschappen, machines, grondstoffen, materialen, energie, informatie, menselijke inzet, geldmiddelen,tijd;10. technische systemen, het technisch proces, hulpmiddelen en keuzen herkennen in verschillendetoepassingsgebieden uit de wereld van techniek waaronder energie, informatie en communicatie,constructie, transport en biochemie.2 Techniek als menselijke activiteitDe leerlingen kunnen13. een gegeven of eigen ontwerp planmatig uitvoeren met oog voor vereisten van kwaliteit,veiligheid, ergonomie en milieu;15. een technisch systeem evalueren op basis van vooraf bepaalde normen en criteria en hieruitconclusies trekken om het technisch proces te optimaliseren;17. hulpmiddelen kiezen en inzetten in functie van het doel en het gebruik;69

3 Techniek en samenlevingDe leerlingen kunnen23. voorbeelden geven van maatschappelijke keuzen die bepalend zijn voor de ontwikkeling enhet gebruik van nieuwe technische systemen;25. in concrete voorbeelden aangeven dat technische systemen variëren in de tijd en ruimte;Eindtermen Nederlands3 Lezen9. De leerlingen kunnen de volgende tekstsoorten voor leeftijdsgenoten lezen(verwerkingsniveau: structureren):• Schema’s en tabellen• De ondertiteling bij informatieve en ontspannende televisieprogramma’s.• Studieteksten;• Fictionele teksten.4 Schrijven14. De leerlingen kunnen voor hun leeftijd bestemde formulieren invullen.Vakoverschrijdende eindtermen milieueducatie1 Lucht, water en bodemDe leerlingen1. kunnen voorbeelden geven van oorzaken van lucht-, water- of bodemverontreiniging en degevolgen aangeven voor mens, plant en dier in de eigen leefomgeving.2. kunnen voorstellen formuleren om in de eigen leefomgeving de kwaliteit van lucht, water ofbodem te behouden of te verbeteren.3. gaan zorgzaam om met lucht, water en bodem in de eigen leefomgeving.2 Samenleving en ruimtegebruikDe leerlingen7. kunnen enkele kenmerken van de relatie mens-milieu beschrijven in samenlevingsvormen intijd en/of ruimte70

Vakoverschrijdende eindtermen leren leren1 Het domein van de uitvoeringDe leerlingen kunnen3. samenhangende informatie inhoudelijk begrijpen en analyseren door de betekenis van woorden,begrippen en zinnen, waar mogelijk, uit de context af te leiden.5. bij het leren van samenhangende informatie verdiepend werken:• vragen stellen bij de leerstof en deze vragen beantwoorden;• in korte, goed gestructureerde teksten tekstmarkeringen aanbrengen;• een schema vervolledigen aan de hand van geboden informatie;• verbanden leggen tussen elementen van de leerstof.6. bij het oplossen van een probleem:• het probleem herformuleren;• onder begeleiding een oplossingsweg bedenken en verwoorden;• de gevonden oplossingsweg toepassen en op correctheid inschatten.7. informatiebronnen adequaat raadplegen:• inhoudstafel en register gebruiken• elementen uit audiovisuele en geschreven media gebruiken;• een documentatiecentrum of een bibliotheek raadplegen.2 Het domein van de reguleringDe leerlingen kunnen9. Zichzelf sturen met behulp van een antwoordblad, een correctiesleutel, de aanwijzingen van deleraar of de lesdoelstellingen.* De attitudes werden met een asterisk (*) aangeduid.71

Fietsen op een kabel op 5 meter hoogte? Zelf een vliegtuig aan de grond zetten? In een superzeepbelstaan? Een dutje doen op een spijkerbed? ... Je kunt het zo gek niet bedenken of je beleeft het inTechnopolis®, het Vlaamse doe-centrum voor wetenschap en technologie.Technopolis® is geen gewoon museum, maar een doe-centrum, waar je je uitleeft in meer dan 280 experimenten.Kinderen tussen 4 en 8 jaar kunnen zich uitleven in het Kinder-doe-centrum, waar 90 bijkomendeinteractieve opstellingen werden aangebracht op kindermaat en aangepast aan hun leefwereld. En in deDoe-tuin kun je zelfs in openlucht experimenteren.Je mag hier overal je neus insteken: je voelt, probeert en experimenteert zelf. Zo begrijp je de dingen beteren sneller en leer je op een toffe en spannende manier iets bij over wetenschap en technologie. Je zultmerken dat wetenschap allesbehalve saai is!Spannende shows en toffe demo’s maken je bezoek aan Technopolis® extra leuk. Edutainers, Technopolis®medewerkers, laten je tijdens zo’n show of demo op een leuke manier kennismaken met wetenschap. Zokun je bijvoorbeeld je haren rechtop laten zetten aan de Van de Graaff-generator. Niet met gel of haarlakmaar ... met elektriciteit! Regelmatig staan er nieuwe shows en demo’s op het programma.Technopolis® trekt er ook regelmatig op uit! Kinderhappenings, beurzen, evenementen voor het grotepubliek ... Afhankelijk van het soort evenement, zijn we aanwezig met een stand, een wetenschappelijkedoe-hoek, opstellingen met experimenten, de TechnoVelo® of de wetenschapstruck MysteriX®.Voor scholen heeft Technopolis® een uitgebreid educatief aanbod. Educatieve pakketten en werkboekjes,educatieve parcours, wetenschapstheater, een wetenschapstruck ... Leerkrachten uit zowel het basis- alshet secundair onderwijs gebruiken het educatief materiaal van Technopolis® om de wetenschappelijkeof technologische lessen aantrekkelijker te maken. Op www.technopolis.be vind je gratis downloadbaareducatief materiaal en meer informatie over het educatieve aanbod van Technopolis®.Wil je nog meer experimenteren? Neem dan een kijkje op www.experimenteer.be. Je vindt er heel watleuke proefjes die je thuis of in de klas zelf kunt doen.Meer info? Surf naar www.technopolis.be of bel: 015 / 34 20 00.Technopolis®, Technologielaan, 2800 Mechelen72