Train Wheel Science

Minstens vier plastic of kartonnen bekertjes van dezelfde grootte. 

Plakband 

Twee linialen of houten stokken van dezelfde lengte

Boek of doos
 

1. Neem twee bekers en plak ze met de voetjes naar elkaar toe. Dit is je eerste wielvorm.
    
2. Neem de andere twee bekers en plak ze met hun opening naar elkaar toe. Dit is je tweede wielvorm.
   Kun je de verschillen tussen de vormen van de eerste en tweede wielvorm beschrijven? Hoe zien ze er gelijkaardig of anders uit? Welke ziet er voor jou stabieler uit?
   .
3. Bouw zelf een spoor met de twee linialen en een doos. Plaats de linialen parallel met één kant op de doos en de andere kant op het werkoppervlak, zo creëer je een helling. Zet de linialen op hun kant, zodat de lange smalle zijden naar boven wijzen. plak de linialen stevig vast op hun plaats met plakband.
    

4. Plaats de eerste wielvorm op het spoor aan de bovenkant van de helling en laat hem over het spoor naar beneden rollen. 
   Wat valt je op? Hoe gedraagt deze wielvorm zich op het spoor?
   

5. Herhaal deze stap verschillende keren en observeer telkens wat er gebeurt.

6. Plaats de tweede wielvorm op het spoor. Laat de wielvorm naar beneden rollen.
   
   Wat gebeurt er deze keer? Zijn de resultaten vergelijkbaar of anders dan bij de vorige wielvorm?
   Herhaal deze stap verschillende keren en observeer opnieuw wat er elke keer gebeurt. veranderen je resultaten met meerdere pogingen of zijn ze altijd hetzelfde?
   

7. Probeer het ook eens wanneer je de wielvormen niet mooi in het midden van de sporen legt.
   Denk je dat dit je resultaten verandert?
   
   
   

8. Probeer je spoor eens in een bocht te leggen. Welke wielvorm haalt het einde? 

De verschillende wielvormen met de bekers vertegenwoordigen verschillende treinwielvormen. Beide bekeropstellingen staan voor een set schuine treinwielen, maar de richting waarin de wielen schuin staan is precies het tegenovergestelde. Het wielontwerp maakt een groot verschil in hoe de wielen zich gedragen op een spoor, zoals je waarschijnlijk hebt waargenomen.

Het was waarschijnlijk moeilijk om de eerste wielvorm op het spoor te houden. Het zou bijna elke keer ontspoord moeten zijn voordat het het einde van het spoor werd bereikt. Het maakt niet uit hoe je de bekers hebt geplaatst, ze zijn waarschijnlijk meestal van de baan gevallen. Deze montage blijft alleen op de baan als deze perfect gecentreerd is. Maar dit is bijna onmogelijk te realiseren. Zodra de opstelling iets gecentreerd is, ontspoort hij op weg naar de helling. Als je de opstelling naar links centreert, heeft het deel van de beker dat op de linker rail zit een kleinere omtrek dan het deel van de beker dat op de rechter rail zit. Het linkerwiel van de trein was dus kleiner dan het rechterwiel van de trein. Hierdoor is het geheel waarschijnlijk nog verder naar links gedraaid in de richting van het kleinere omtrekwiel en uiteindelijk van het spoor gevallen. Het tegenovergestelde was waarschijnlijk het geval als je het samenstel naar rechts hebt gecentreerd.

De tweede wielvorm had echter op het spoor moeten blijven, zelfs als je die uit het midden had geplaatst. Als je deze opstelling naar links hebt gecentreerd werd het deel van de beker dat op de linker rail zat groter dan het deel van de beker dat op de rechter rail zat. In dit geval was het linkerwiel van de trein groter dan het rechterwiel van de trein. Als gevolg daarvan is de wielvorm waarschijnlijk naar rechts gedraaid en is de positie dichter bij het midden van het spoor gecorrigeerd, wat het een zeer stabiel systeem maakt.

Ditzelfde principe dat je op de helling observeerde, helpt ook de wielen op het spoor te blijven als een trein draait. Omdat de wielmaten veranderen als de trein zijwaarts wordt geduwd tijdens een bocht, kan het buitenste wiel (dat groter wordt) een grotere afstand afleggen dan het binnenste wiel (dat kleiner wordt). Op deze manier kan het buitenste wiel meer afstand afleggen terwijl het draait met dezelfde snelheid.

Hoe ziet je spoor er uit? maak een zo lang mogelijk spoor doorheen je huis! 

Stuur een filmpje hiervan naar één van onze sociale media of naar info [at] jcw.be en maak kans op een prijs. 

We zijn zeer benieuwd!