Voor echte autoliefhebbers en Formule 1 fans is er nu een leuke knutseltip: de ballonauto! Dit is niet zomaar een speeltje, maar een regelrecht racemonster. Maak hem en ontdek hoe hard hij kan gaan! Het is nog leuker als je vrienden er ook een maken, zodat jullie samen wedstrijdjes kunnen doen.
Met een ballonauto kun je kinderen leren hoe windenergie gebruikt kan worden om een voorwerp voort te laten bewegen. Ook kun je ze andere natuurkundige begrippen uitleggen, zoals impuls, kracht, wrijving en snelheid. Laten we aan de slag gaan met het maken van deze leuke en leerzame ballonauto!
Wat heb je nodig?
- Een stuk karton (8 bij 15 centimeter) of schuimbord
- Rietjes
- Houten spiesen of ijslollystokjes
- Flessendoppen of grote munten
- Een ballon
- Plakband
- Lijm (optioneel)
- Schaar of stanleymes
- Pen en liniaal
- Acrylverf of ducttape (optioneel, voor decoratie)
Stappenplan voor het maken van een ballonauto
- Maak het chassis: Knip een rechthoek van 8 bij 15 centimeter uit een stuk karton. Teken de rechthoek eerst met behulp van een pen en een liniaal op het karton. Je kunt ook een stuk schuimbord gebruiken. Om een erg mooie auto te maken beschilder je het karton met acrylverf of bedek je het met ducttape.
- Bevestig de assen: Knip twee stukken van 8 centimeter van een rietje af. Gebruik het buigzame deel van het rietje niet, alleen het gladde, rechte gedeelte. Plak de rietjes vast aan het karton. Leg de rietjes in de breedte over het karton heen, op een afstand van ongeveer 1,5 centimeter van de smalle uiteinden. Zorg ervoor dat de rietjes recht liggen en zich parallel aan de uiteinden van het stuk karton bevinden. Je auto zal niet recht vooruit kunnen rijden als de rietjes scheef liggen of krom zijn. Gebruik stevig plakband als ducttape.
- Maak de wielassen: Knip twee stukken van 10 centimeter van een houten spies af. Knip eerst de puntige uiteinden van de houten spies af. Maak de houten spies vervolgens korter totdat hij 10 centimeter lang is. Je hebt twee van zulke stukken nodig. Gebruik ijslollystokjes als je geen houten spiesen kunt vinden. Schuif de spiesen in de rietjes. De spiesen zouden aan alle kanten ongeveer 1,5 centimeter uit de rietjes moeten steken. Hierna zul je de wielen op de spiesen schuiven.
- Maak de wielen: Gebruik flessendoppen of grote munten om vier cirkels om te trekken op een stuk karton. Knip of snijd de cirkels uit met een schaar of een stanleymes. Maak de cirkels zo rond mogelijk. Maak de wielen vast aan de spiesen. Prik een gat in het midden van elk wiel. Schuif de wielen op de uiteinden van de spiesen. Zorg ervoor dat ze het karton niet aanraken, want dan kunnen ze vast komen te zitten. Als de wielen loszitten, doe dan een druppel lijm of klei op de uiteinden van de spiesen. Als je flessendoppen gebruikt hebt, dan moet je gaten maken met een spijker en een hamer.
- Bevestig de ballonmotor: Steek een rietje in een ballon en plak hem vast met plakband. Schuif een rietje 5 centimeter in een ballon. Wikkel een beetje plakband om de smalle opening van de ballon. Zorg dat het plakband over de rand uitsteekt zodat het het rietje deels bedekt. Maak alle gaten dicht, want er mag geen lucht in of uit de ballon kunnen stromen. Plak het rietje bovenop je auto vast. Draai de auto zodat hij op zijn wielen staat. Leg het rietje en de ballon bovenop de auto, zodat ze beiden naar een smal uiteinde gericht zijn. Zorg ervoor dat het rietje recht ligt. De ballon zou op het karton moeten liggen en het rietje zou over één van de uiteinden uit moeten steken. Het is prima als het rietje over de rand van de auto steekt. Laat de ballon niet over de rand hangen.
- Test je ballonauto: Blaas door het rietje wat lucht in de ballon. Knijp het rietje dicht zodat de lucht niet kan ontsnappen. Zet de auto neer op een glad en plat oppervlak. Het rietje is de achterkant van de auto. Als er geen lucht in de ballon blijft zitten kan het zijn dat er ergens een gaatje zit. Als er dan nog steeds geen lucht in de ballon blijft zitten, dan zit er waarschijnlijk een gaatje in de ballon zelf.
Je auto is nu af en klaar voor zijn eerste testrit! Blaas de ballon op en zet hem op de vloer of een gladde tafel en laat de lucht dan ontsnappen. VRRRRROEM!
Maak een ballonauto | STEM-activiteit
Experimenteren en optimaliseren
Ging de race met je auto nog niet helemaal goed? Niet opgeven als het niet gelijk lukt! Kijk nog eens naar je auto. Kun je de stokjes rechter onder de auto zetten? Of kun je nog iets veranderen aan de wielen? Bedenk dan of je de onderdelen van je auto nog een keer kunt gebruiken!
Een ballonauto maken is een leuke techniek activiteit waarbij de kinderen leren wat stuwkracht is en hoe het werkt. In een raket zit een ruimte die gevuld is met gas onder druk. Een kleine opening, een straalpijp genaamd, laat de lucht ontsnappen, waardoor stuwkracht ontstaat die de raket voortstuwt. Als je een ballon vult en het uiteinde van de ballon dichthoudt, is de druk in de ballon iets hoger dan de omringende lucht.
Lees ook: Hoe auto afschrijving berekenen?
Ballonnen slaan potentiële energie op wanneer ze gevuld zijn met lucht. Wanneer de lucht vrijkomt, wordt de potentiële energie omgezet in kinetische energie. Als je de hals van de ballon loslaat, komt er een onevenwichtige kracht op de ballon te staan, en is de interne druk aan de voorkant van de ballon groter dan de interne luchtdruk aan de achterkant van de ballon. Dit heeft tot gevolg dat er een voorwaartse kracht op de ballon wordt uitgeoefend - stuwkracht.
Factoren die de prestaties beïnvloeden
- Type ballon: Het type ballon dat je gebruikt, kan invloed hebben op de prestaties. Grotere ballonnen bevatten meer lucht en kunnen meer stuwkracht genereren.
- Gewicht van de auto: Hoe lichter de auto, hoe sneller hij zal gaan. Probeer lichte materialen te gebruiken.
- Wrijving: Zorg ervoor dat de wielen vrij kunnen draaien en niet tegen het chassis aan schuren.
- Luchtdichtheid: Zorg ervoor dat er geen lucht ontsnapt uit de verbinding tussen de ballon en het rietje.
Meet de prestaties van je ballonauto
Om de prestaties van je ballonauto te meten, kun je de volgende stappen volgen:
- Zoek een plek waar het wagentje heel ver kan rijden zonder te botsen. Ook is het belangrijk om een glad oppervlak te hebben zodat het wagentje zo min mogelijk weerstand ervaart.
- Leg een meetlint neer die ver uitgerekt is (tot 3 meter).
- Zorg ervoor dat er iemand bij zit die de tijd kan meten via een stopwatch.
- Laat de auto starten door hem op te blazen, hem dan vast te pakken bij het tuitje en dan op de grond te zetten.
- Laat hierna los zodat de wagen naar voren gaat.
Voorbeeld van meetresultaten
Hieronder een voorbeeld van de resultaten van 10 pogingen met een ballonauto van Lego:
| Poging | Afstand (m) | Tijd (s) | Snelheid (m/s) |
|---|---|---|---|
| 1 | 1.25 | 3.00 | 0.42 |
| 2 | 1.50 | 2.80 | 0.54 |
| 3 | 1.75 | 2.90 | 0.60 |
| 4 | 1.80 | 2.75 | 0.65 |
| 5 | 1.90 | 2.85 | 0.67 |
| 6 | 2.00 | 2.95 | 0.68 |
| 7 | 2.07 | 2.00 | 1.05 |
| 8 | 1.60 | 2.70 | 0.59 |
| 9 | 0.80 | 1.90 | 0.42 |
| 10 | 1.85 | 2.90 | 0.64 |
| Gemiddelde | 1.65 | 2.77 | 0.64 |
Uit de tabel kun je concluderen dat de 10 pogingen verschillende resultaten op hebben geleverd. Uit ons onderzoek komt naar voren dat de gemiddelde snelheid van onze 10 pogingen met onze ballonwagen van lego 0,64 meter per seconde is. In de eerste poging reed onze ballonwagen het langzaamste: 0,42 meter per seconde (34% langzamer dan het gemiddelde). Tijdens poging 7 reed het voertuig het hardste. Toen reed hij 1,05 meter per seconde.
Variaties en verdere experimenten
Kan je ook met andere materialen een ballonauto maken? Laat de kinderen zelf experimenteren en ontdekken wat goed werkt. Hier zijn enkele ideeën om mee te experimenteren:
Lees ook: Vind de perfecte autodealer in Huizen
- Andere vormen van chassis: Probeer een toiletrol, een plastic flesje of ijslollystokjes te gebruiken.
- Verschillende soorten wielen: Gebruik grotere of kleinere wielen, of wielen van ander materiaal.
- Alternatieve spuitstukken: Experimenteer met verschillende lengtes en diameters van rietjes, of gebruik een ander type spuitstuk.
- Meerdere ballonnen: Kijk of je de snelheid en afstand kunt vergroten door meerdere ballonnen te gebruiken.
Veel plezier met het bouwen en experimenteren met je eigen ballonauto!
Lees ook: Elektrische Auto Pechhulp