Profielwerkstukpresentaties Varendonck College Asten

Het onderzoek wint de prijs van beste VWO profielwerkstuk van het Varendonck College en gaat mee naar de OMO competitie. #trotsepapa https://t.co/HLvIYB8Y22

— Pierre Gorissen (@PeterMcAllister) February 4, 2020

Ik was er gisterenavond via Twitter (uiteraard) al heel trots over, maar het verdiend hier natuurlijk ook een (net wat uitgebreider) plekje dan daar. Gisterenavond waren op de middelbare school van onze jongste de presentaties van de Profielwerkstukken. Hele school vol met trotse ouders die naar de duo’s kwamen luisteren (havo en vwo) die in hele korte tijd (10 minuten) hun onderzoek mochten presenteren.

Niek had samen met zijn klasgenoot Lennart dit als titel/onderwerp van zijn profielwerkstuk: “Wat is het effect van de vorm van een raketneuskegel op de aerodynamische weerstand bij subsonische snelheden”.  En ja, dat is een rechtstreeks gevolg van zijn ervaringen met het bouwen en lanceren van modelraketten. Want hoewel we geen van beiden afgelopen jaar een vervolg hebben gegeven (kunnen geven) aan het bouwen en lanceren (het seizoen is een beperkt deel van het jaar, lanceerdagen vallen samen met andere activiteiten, zijn helemaal in Almere, ….) was het voor Niek duidelijk dat hij zijn profielwerkstuk rond dit onderwerp wilde uitvoeren. Het oorspronkelijke plan om verschillende neuskegels te testen door ze te lanceren en dan met apparatuur in de raket metingen te verrichten moest helaas geschrapt worden. Verwachting was namelijk dat bij de afmetingen die de raket dan zou kunnen hebben de verschillen tussen de verschillende vormen te klein zouden zijn om (gemakkelijk) meetbaar te maken. Daarvoor was het handiger om met grotere schaalmodellen te werken in combinatie met een luchttunnel.

Modellen maken
De modellen werden ontworpen in Fusion360 en daarna geprint op een 3D-printer op school (met PLA) en een 3D-printer bij de TU/e (met HIPS – High Impact Polystyrene).  Daarna zijn de vormen gepolijst zodat ze glad waren. In totaal hebben ze zo 10 neuskegels (5 verschillende hoofdvormen in verschillende lengtes) In de windtunnel van de TU/e hebben ze toen de luchtweerstand van de verschillende vormen gemeten bij verschillende luchtsnelheden. Dat was overigens heel grappig, dit was namelijk niet de “nieuwe” windtunnel van de TU/e maar eentje die vele malen ouder was de Niek en Lennart zelf, het aflezen van de waarden gebeurde hier dus volledig analoog (van een schermpje aflezen en noteren) terwijl ook het instellen van de luchtsnelheid met een draaiknop gebeurde waarbij dan weer op een schermpje gekeken werd of de gewenste snelheid bereikt was.

Rekenen
Daarna begon het grote rekenen en vergelijken. Omdat Niek en Lennart met hun werkstuk de prijs van beste vwo profielwerkstuk van het Varendonck College gewonnen hebben, mochten ze hun presentatie niet alleen voor een klas met zo’n 15-20 ouders houden, maar daarna nóg een keer in de aula voor alle ouders en medestudenten. En er was een duidelijke huivering door de zaal heen toen Lennart en Niek vertelden over het omrekenen van de metingen naar waarden die het mogelijk maakten de weerstanden te vergelijken. Er waren veel vwo-leerlingen die waarschijnlijk voor het eerst zagen dat je ook iets nuttigs kon doen met een aantal van de ingewikkelde formules die bij Natuurkunde voorbij komen.

Vervolg
Het onderzoek zal nog niet leiden tot directe wijzigingen in de neuskegels die geproduceerd worden voor modelraketten. Er was al veel onderzoek naar de vorm van neuskegels bij raketten die sneller dan het geluid vliegen, veel minder naar “langzame” raketten. Het leidde bij de heren in ieder geval tot een aantal vervolgvragen die deels ook betrekking hebben op het verder verfijnen van de meetmethode.

Omdat ze het beste vwo profielwerkstuk van het Varendonck college hebben gemaakt, gaat hun werkstuk mee in de OMO-brede competitie. Dat zijn een dikke 30 scholen waar leerlingen een profielwerkstuk schrijven. Ik ben benieuwd!

Trots
Natuurlijk was ik heel trots op het resultaat. Ik vind het een mooie combinatie van disciplines die de heren ingezet hebben. Van het ontwerpen van de neuskegels in Fusion360, het realiseren ervan op de 3D-printer, het meten, rekenen, het is een mooi voorbeeld van wat komt kijken bij het beantwoorden van zulke complexe vragen. Het heet officieel een Natuurkunde-werkstuk, maar er kwam net zo goed ict-geletterdheid aan te pas en zo je wilt vaardigheden die passen binnen Maakonderwijs met ict.

En ook heel trots omdat ik geen enkele betrokkenheid gehad heb bij het project. Ze hebben het zelf uitgevogeld, geleerd wat ze nog moesten leren, de benodigde contacten gelegd, metingen uitgevoerd in de windtunnel van de TU/e (inclusief time-lapse filmpje dat ze in de presentatie hadden opgenomen waarin je kunt zien hoe ze de metingen aan het verrichten zijn). Ze hebben ook veel meer tijd in het werkstuk gestoken dan officieel vereist was, maar dat was geen probleem voor ze omdat ze gedreven waren om een goed antwoord te kunnen geven op de vragen die ze zich gesteld hadden.

Lijkt me precies wat je wilt bereiken met profielwerkstukken.