• 3 minuten

• Arbeid - energieomzettingen - potentiële energie - kinetische energie - energie centrale - rendement

• Differentiëren & verbanden leggen

Dit filmpje laat de beroemde Niagara Falls zien waar honderdduizenden liters water per seconde naar beneden vallen. De stroomsterkte van het water wordt gebruikt om wisselstroom op te wekken, een van de meest belangrijke uitvindingen in de geschiedenis door Nikola Tesla. Dit filmpje laat zien dat je met een slimme toepassing van de natuurkunde energie kan opwekken uit natuurverschijnselen. Hierbij kun je de begrippen energieomzettingen, potentiële energie, kinetische energie en rendement gebruiken.

Leerdoelen:

• De leerling kan de energieomzettingen bij bewegingen op verschillende momenten analyseren.

• De leerling kan de wet van behoud van energie verklaren met behulp van context en theorie.

Vragen in de les:

• Welke energieomzettingen vinden er in het proces plaats, vanaf het moment dat het water valt, tot aan het gebruiken van huishoudelijke apparaten?

• Tegenwoordig gebruiken wij de methode van Tesla nog steeds. Wat is een transformator en hoe werkt deze?

• Noem een aantal natuurlijke energiebronnen waar wij elektrische energie vandaan halen.

Varieer een keer!

Lestip 1: Rekenen met watervallen
In het filmpje wordt verteld dat er 150 gallon per seconde van een hoogte van 170 foot naar beneden valt, waarbij 1 gallon gelijk staat aan 3.78 liter en 1 foot gelijk staat aan 0.3 meter. Dat is een fout in het filmpje, want er stroomt maar liefst 150.000 gallon per seconden naar beneden, wat gelijk staat aan 567812 liter per seconde! Bovendien zijn er twee plekken waar het water naar beneden valt, in de VS en in Canada. Bij de waterval in Canada is dit aantal nog vier keer zo groot! Laat je leerlingen op beide plekken de zwaarte energie berekenen die wordt omgezet in kinetische energie. Hiervoor is nodig: de massa van 1L water en de hoogte. Laat ze daarna de snelheid berekenen van het water in beide watervallen.

Verder wordt verteld dat de Niagra Falls 2,5 GWh aan energie leveren. Ook dit is een fout in het filmpje, het is 2,7GW per jaar! In Canada is dit 2.2 GW per jaar. Bereken hoeveel massa water er per seconden langs de energiecentrale stroomt als alle kinetische energie zou worden omgezet in elektrische energie. In werkelijkheid is het rendement natuurlijk nooit 100%. Bedenk welke factoren hierop van invloed zijn en waar energie verloren gaat.

Lestip 2: De leerling wordt leraar
Laat leerlingen in groepjes de top 5 grootste natuurlijke energiebronnen opzoeken, binnen of buiten Nederland. Denk hierbij aan bronnen van zonne-energie, wind energie, water energie etc. Laat de leerlingen per groepje één van deze bronnen kiezen en een korte presentatie geven over de locatie, hoe daar energie wordt opgewekt en waar deze energie voor wordt gebruikt.