3.3 Arbeid en energie-omsetting

Natuurwetenskappe

Graad 9

Energie, kragte en masjiene

Module 21

Arbeid en energie-omsetting

Aktiwiteit 1:

Om die verband tussen arbeid en energie aan die hand van die werking van ’n turbine te beskryf

[lu 1.2; lu 2.1; lu 3.2]

Vir alle werkverrigting is energie nodig. Hierdie energie moet óf van BRANDSTOWWE óf van OMGESKAKELDE vorme kom.

BOU ’n EENVOUDIGE TURBINE

• Neem die deksel van ’n blik, knip segmente uit en maak ’n gaatjie in die middel.
• Kap dit op ’n stuk hout vas sodat dit vrylik kan beweeg.
• Kook water in ’n ketel en wag totdat die stoom sterk trek.
• Hou jou waaiertjie so dat die stoom na die middel van die waaier wys.

VRAE

1. Wat gebeur?

2. Watter energie-omskakeling het plaasgevind?

3. Beskryf die vorm van energie-omsetting wat by die windtorings plaasvind wat onlangs langs die weskus naby Malmesbury opgerig is.

4. Watter voordele hou bogenoemde wind­torings vir die omgewing in?

Assessering van die bou en werking van die TURBINE

Kon jy ’n EKSPERIMENT beplan, uitvoer en data evalueer?

[LU 1.2; LU 2.1]

Skryf ’n paragraaf van 60 woorde oor die waarde van die turbinebeginsel vir die mens.

Assessering van wetenskapwaardering.

Het jy waardering vir al die pogings om wetenskaplike kennis en tegnologie uit te brei?

[LU 3.2]

ARBEID word ook in die eenheid ................................... gemeet.

Aktiwiteit 2:

Om ander masjiene, wat met energie-omskakelings werk, te kan bespreek

[lu 2.4]

DIE MIKROSKOOP

• Robert Hook het in die 1600’s reeds gereken ligstrale bevat energie en dat ’n opgewende veer potensiële energie besit. Hy het dan ook die eerste mikroskoop gemaak en was die eerste persoon om die universele hefboom, wat in ’n wye reeks instrumente en motors gebruik word, in te span.

SATELLIETE

• Satelliete maak staat op hulle sonpanele om die ligenergie vanaf die son op te vang en sodoende elektrisiteit vir al die ander elektroniese funksies, asook vir kameras en radiotoerusting beskikbaar te stel. Energie word ook in chemiese vorm in herlaaibare batterye gestoor.

WINDPOMPE

• Die wind laat die lemme van die wiel draai, wat ’n pomp aandryf wat water uit die grond in ’n stoordam pomp.

Opdrag:

Groepbespreking

Noem ten minste nog drie ander masjiene wat met energie-omskakelings werk en verduidelik elkeen.

WANNEER IS ’n MASJIEN EGTER NIE EFFEKTIEF NIE?

• Dit gebeur wanneer die masjien/toestel nie voldoende hoeveelhede van die energie waarvoor dit ontwerp is, lewer nie.

Die gloeilamp gee byvoorbeeld meer hitte af as die eintlike lig wat ons wil hê – die oorspronklike doel van die ontwerp!

Daarom sal buisligte dus meer ekonomies en effektief wees.

Kan jy aan nog voorbeelde dink?

Assessering van vermoë om kennis oor masjiene en energie-omsetting toe te pas.

[LU 2.4]

Assessering

LU 1

Wetenskaplike Ondersoek

Die leerder is in staat om met selfvertroue op weetgierigheid oor natuurlike verskynsels te reageer, en om binne die konteks van wetenskap, tegnologie en die omgewing verbande te ondersoek en probleme op te los.

Dit word bewys as die leerder:

1.1 ondersoeke beplan;

1.2 ondersoeke uitvoer en data versamel;

1.3 data evalueer en bevindinge kommunikeer.

LU 2

Konstruksie van Wetenskapkennis

Die leerder ken, interpreteer en pas wetenskaplike, tegnologiese en omgewings- kennis toe.

Dit word bewys as die leerder:

2.1 betekenisvolle inligting kan oproep;

2.2 inligting kan kategoriseer;

2.3 inligting kan interpreteer;

2.4 kennis kan toepas.

LU 3

Wetenskap, die Gemeenskap en die Omgewing

Die leerder is in staat om begrip van die onderlinge verband tussen wetenskap en tegnologie, die samelewing en die omgewing te toon.

Dit word bewys as die leerder:

3.1 wetenskap as ’n menslike aktiwiteit verstaan;

3.2 die volhoubare gebruik van die aarde se hulpbronne verstaan.

Memorandum

Aktiwiteit

Vrae:

1. Die waaiertjie (‘turbine’) draai in die rondte

2. Chemies na stoom na kineties/meganies

3. Kineties na elektries na chemies

4. Natuurlike hulpbronne bv. steenkool word nie verbruik nie en besoedeling word voorkom

Paragraaf:

• Bv. natuurlike energie word na bruikbare energie omgeskakel
• Sonder dat hulpbronne verbruik word
• Sonder dat besoedeling plaasvind
• Geen afvalstowwe waarvan ontslae geraak moet word nie
• Voorbeelde van benutting van turbines: opwekking van elektrisiteit, vroeër ook die dryf van meule

Arbeid word in Joule gemeet

Aktiwiteit

• Enige kragopwekker
• Kompressor
• Voertuigenjin
• Naaimasjien
• Kombuistoerusting
• Ens.

• Oneffektiewe masjiene: enige masjien of stelsel wat energie in nie-bruikbare vorm afgee, soos bv. ’n kar wat met die handrem opgetrek ry (heelwat energie word gebruik om die wrywingskrag te oorwin – energie gaan in die vorm van hitte verlore.