Van afvalscheiding tot ontwikkeling van raketten, van inpakken van snoep tot medische beeldvorming, er zijn talloze toepassingen te vinden van natuurkundige verschijnselen en principes. Vaak gebruiken bedrijven bekende verschijnselen waar we de natuurkunde heel goed van begrijpen in hun apparaten, processen en machines. Maar soms is het helemaal niet zo eenvoudig om een natuurkundig principe toe te passen en is er nog veel onderzoek en ontwikkeltijd nodig voordat een bedrijf ermee kan werken.
Het overgrote deel van iedereen die zich met natuurkunde bezighoudt, doet dat in een bedrijf. Omdat het vak dus niet alleen over wetenschap of over toetsen maken in de les gaat, is het goed om eens verder te kijken om te zien waar je in bedrijven allemaal natuurkunde tegenkomt. Al gauw kom je er dan achter dat het veel breder toegepast wordt dan je misschien verwacht. Het gaat bijna altijd om ‘samenwerking’ met andere vakgebieden zoals wiskunde, biologie, scheikunde en aardrijkskunde, maar ook ontwerpen, het creëren van kunst, programmeren en kunstmatige intelligentie.
Wil je weten wat bedrijven allemaal doen met natuurkunde en ben je benieuwd wat je er zelf mee zou kunnen doen, dan kun je eens kijken bij de lesbrieven van Brainport in Eindhoven. Er zijn een flink aantal opdrachten beschikbaar gesteld die vrij te gebruiken zijn op school. Leerlingen en docenten kunnen hiermee direct aan de slag. Hieronder staan als voorbeeld een paar onderwerpen.
Hoe maak je de beste tandwielen?
Je staat er misschien niet bij stil, maar tandwielen kom je overal tegen. Op je fiets, in een automotor en in de keukenmixer thuis. Probeer zelf maar eens te bedenken waar je ze nog meer tegenkomt. Al die tandwielen moeten bedacht en ontworpen worden, welke vorm is nodig, welk materiaal? Hoe zorg je ervoor dat ze soepel lopen en dat ze niet snel kapotgaan? Op Google vond ik het grootste tandwiel ter wereld (met een omtrek van bijna 42 meter). Probeer die zelf ook maar eens te vinden. Het maken daarvan is natuurlijk heel wat anders dan van een piepklein tandwieltje dat in een ouderwets horloge zit.
Er zijn bedrijven die daarmee bezig zijn. Als je daar zelf meer van wilt weten, kun je de lesbrief Hoe maak je de beste tandwielen? lezen. Misschien kun je er op school mee aan de slag.
Hoe ontwerp je een instagrammable gevel?
Ieder gebouw heeft een gevel, oftewel een voorkant. Die moet er natuurlijk wel een beetje aantrekkelijk uitzien zodat mensen er graag naar binnen gaan. Hoe de gevel eruitziet is belangrijk, maar ook van welk materiaal je het maakt. De gevel moet het weer met regen, wind, kou en hitte goed aankunnen. Maar het is ook belangrijk om te kijken welke krachten er op de gevel komen. Wat is dan het meest geschikte materiaal? Het gaat hierbij dus niet alleen om natuurkunde, het gaat ook om beleving. De gevel moet er natuurlijk mooi uitzien en het moet mensen aanspreken; de uitstraling is erg belangrijk.
Het ontwerp van gevels komt van een architect, maar bij de realisatie zijn bedrijven betrokken die zulke voorgevels kunnen bouwen. In de lesbrief Hoe ontwerp je een instagrammable gevel? kun je daar meer over lezen. Je kunt er zelf mee bezig, wellicht samen met een kunstvak?
Hoe kijk je door materiaal heen?
Röntgenstralen worden gebruikt in ziekenhuizen, dat leer je op school. Dat klopt. Je kunt er echter niet alleen mee in een lichaam kijken, maar ook in allerlei andere materialen. Zit er lood in paprika’s, is beton nog wel sterk genoeg? Bij zulke vragen kan het gebruik van röntgenstralen een antwoord geven. Het is echter niet zo eenvoudig om hier een apparaat voor te bouwen. Je moet dan weten hoe je röntgenstralen kunt richten, hoe je de straling moet analyseren en waarmee.
Ook daar zijn bedrijven mee bezig. De lesbrief Hoe kijk je door materiaal heen? vertelt je er meer over.
Hoe kunnen vrachtwagens zelf rijden?
Een zeer hoogtechnologische toepassing van natuurkunde vind je in de automobielindustrie, waar ze zelfrijdende – of autonome – auto’s ontwikkelen. Iedere auto moet veilig en zuinig zijn, mag niet snel stuk gaan en moet prettig rijden. Maar een zelfrijdende (vracht)auto moet nog veel meer eigenschappen hebben. Hij moet zelf de weg en omgeving ‘zien’ en moet met al die informatie zelf gasgeven, sturen en remmen. Daar heb je kunstmatige intelligentie (AI – artificial intelligence) voor nodig. Deze autonome auto’s moeten ondermeer leren hoe stoplichten eruitzien, andere auto’s en voetgangers. Hoe programmeer je dat? En hoe zit het met vragen als wie aansprakelijk is als een autonome auto een ongeluk krijgt of veroorzaakt?
Wil je hier zelf een mee aan de slag? De lesbrief Hoe kunnen vrachtwagens zelf rijden? bevat mooie opdrachten om hierin te duiken.
Nog veel meer
In de lesbrieven van Brainport zul je zien dat er nog veel meer leuke voorbeelden zijn waar je op school mee aan de slag kunt. Nog meer materiaal is te vinden bij 'Bedrijf in de klas'.
