NLT Plaatsbepaling en navigatie
Natuur, Leven en Technologie
1. Navigeren zonder hulpmiddelen
1.1 Een route ontwerpen
1.1a.
Sla linksaf bij Walenburg=> Flauwe bocht naar links bij Bossenburg=> Sla linksaf bij Nieuwe Zuidbeekseweg=> Neem op de rotonde de 1ste afslag naar Bossenburghweg/N288 Ga verder op de N288 Ga rechtdoor over één rotonde=> Neem op de 2de rotonde de 1ste afslag naar Middelburgsestraat=> Ga verder op Koudekerkseweg=> Flauwe bocht naar links bij Laan der Verenigde Naties=> Sla rechtsaf bij Breeweg=> Wat verder in de straat, aan je rechterkant vindt je dan mijn school: Nehalennia
b. zie bijlage voor schematische tekening van mijn route naar school, route 1
1.2
a. Ja, helemaal. Want ik fiets met een groot groep mee, dus dan moet ik wel zo fietsen.
1.2 Navigeren nu en vroeger
Centrale vragen
*Mosbegroeiing, kijken naar de stand van de zon, je herkent gebouwen/wegen, na een tijdje leer je wel welke weg je moet nemen en welke niet.
*Met behulp van een kompas, kijken naar de stand van zon (waar die opkomt en ondergaat => daarmee bepaal je waar het noorden en het zuiden ligt. Maar als je weet dat je in een bepaald land woont dan weet je (m.b.v. een plattegrond, kaart) waar dat ligt, daarmee bepaal je je plaats op aarde.
Dus m.b.v.: - een kaart/ plattegrond
- een kompas
- GPS
1.3 De rol van het geheugen
2a. Gedaan
b. Ja, want van verdwalen is dan ook geen sprake van en hierdoor kan je overal naartoe gaan zonder enige problemen of andere navigatiemiddelen.
1.4 Herkenningpunten en koerscorrecties
3.1
* De stand van de zon
* Kijken naar gebouwen /wegen die je herkent, en borden die je de weg wijzen
* De poolster
3.2
a. zie bijlage, route 2
b. zie bijlage, route 3. Ja, het komt overeen met de route die ik zou nemen, zie route 4 (bijlage)!
1.5 Erfelijke factoren en leerprocessen
4. Waarnemingen: temperatuur en van een aantal vogelsoorten is bekend dat zij navigeren met behulp van het aardmagnetische veld en misschien met de windrichting.
Herkenningspunten: Hoe dicht begroeid een bepaald gebied is en met wat (vb. bomen, gras, water(oceaan/zee/meer) of gebouwen etc.
5. Want een koekoeksjong maakt geen contact met andere koekoeken daardoor kan je concluderen dat het gedrag is aangeboren.
6a.Nee, Den Haag ligt niet op deze route.
Afstand van Zuid- Engeland naar Estland is 2360 km=2360000 m, dat is de afstand dat de vogels hebben afgelegd.
b. Ik heb een lijn getrokken met dezelfde grootte, dus 1788985,78 meter, en ik kwam uit bij Portugal.
c. De richting is veranderd, in plaats van zuidwest te vliegen moeten ze noordwest vliegen.
d. Dat spreeuwen eerst moeten leren hoe (waar naartoe) ze moeten vliegen, en dat dat deel niet is aangeboren in tegenstelling tot de koekoek.
1.6 Coördinaten
7.1
a. Eiffeltoren : N 48°51’30.06” en O 2°17’40.2”
b. In Emhof, Soltau, Duitsland
c. Je komt uit in de Atlantische oceaan, veel exacter is: Labradorzee
7.2
a. Ja , want de meridiaan gaat ook van de noordpool naar de zuidpool. Dus dan vallen beide lijnen samen.
b. Ja, want de evenaar is een lijn dat rond de aarde draait en weer samenkomt op het punt dat het begint. Dus vallen beide lijnen samen.
c. Ja, de breedtecirkels zijn denkbeeldige cirkels rond de aarde die alle punten op een bepaalde breedtegraad verbindt. De evenaar is een grootcirkel, alle andere parallellen zijn kleincirkels. Dus als je een lijn evenwijdig aan de breedtecirkels om de aarde trekt dan zal dat lijn ook samenvallen met een breedtecirkel.
7.3
Geografische coördinaten: zijn coördinaten waarmee een plaats op aarde wordt vastgelegd.
Meridianen: een rechte lijn op het aardoppervlak tussen de noordpool en de zuidpool
Lengtegraad: is samen met de breedtegraad een geografische positieaanduiding in bolcoördinaten.
Lengtecirkel: is de lijn die alle punten verbindt met dezelfde geografische lengte. Alle lengtecirkels zijn even lang en lopen als halve grootcirkels tussen de polen.
Breedtegraad, minuut, seconde: is samen met de lengtegraad een geografische positieaanduiding in bolcoördinaten. De breedtegraad van een plek op Aarde is de hoek die de verbindingslijn tussen die plek en het middelpunt van de Aarde met het vlak van de evenaar maakt. Minuut(booggraad): Een booggraad is per definitie het 1/180-ste deel van een gestrekte hoek. Seconde: In de meetkunde het symbool ", een 1/3600e deel van een graad
Breedtecirkel: is een denkbeeldige cirkel rond de aarde die alle punten op een bepaalde breedtegraad verbindt. De evenaar is een grootcirkel, alle andere parallellen zijn kleincirkels.
Noorderbreedte: De breedtegraad varieert van 0° tot 90°, met de toevoeging NB, noorderbreedte, ten noorden van de evenaar, op het noordelijke halfrond
Zuiderbreedte: De breedtegraad varieert van 0° tot 90°, met de toevoeging ZB, zuiderbreedte, ten zuiden van de evenaar, op het zuidelijke halfrond
Nulmeridiaan( meridiaan van Greenwich): is de meridiaan (lengtegraad) die door het Koninklijk Greenwich Observatorium in Greenwich, Engeland, loopt. Het is de lijn waar de lengtegraad 0 is.
Oosterlengte: Voor de coördinaten op aarde varieert de lengtegraad van 0° tot 180°, met de toevoeging O.L.; oosterlengte, ten oosten van de nulmeridiaan, op het oostelijk halfrond
Westerlengte: Voor de coördinaten op aarde varieert de lengtegraad van 0° tot 180°, met de toevoeging W.L.; westerlengte, ten westen van de nulmeridiaan, op het westelijk halfrond
7.4
a. Waltham Abbey, UK N 51°41’6” en O 0°0’0”
b. Southend-on-sea: E 0º 43’7” dus 43’van de nulmeridiaan. High Wycombe komt met de afstand redelijk overeen de graden zijn: W 0°44’45”.
c. Quito (0°13’41.98” Z, 78°31’26.98” W) en Chespi (0°08’24.69” N, 78°31’48.77” W) hebben dezelfde westerlengte, maar gespiegeld liggen ten opzichte van de evenaar.
1.7 De kortste route en de grootcirkel-koers
8a. 3706, 34 meter van mijn huis naar school
b. 6,0 km, dus 6000 meter met routeplanner. De kortste route is de lijn die ik getrokken heb, want die is 3,7 km en de afstand van de routeplanner is 6,0 km!
c. 9 minuten, dus in 9 minuten moet ik 6 km rijden. Dat is dus 40 km per uur, want in 1 minuut moet ik dan 6/9=0,6666…7 km rijden. In 1 uur moet ik dan 0,666…78*60= 40 km rijden, dus 40 km/h
9.1 –gedaan
Een grootcirkel is een speciale cirkel op het oppervlak van een bol (bijvoorbeeld van een planeet of van de hemelbol).
• Een grootcirkel verdeelt het oppervlak van een bol in twee gelijke delen.
• Een grootcirkel is de grootste cirkel die op de bol past.
• Als je steeds rechtuit over een bol loopt dan loop je over een grootcirkel.
• Een grootcirkel heeft hetzelfde middelpunt C als de bol waar hij op ligt.
• De kortste weg tussen twee punten, gemeten over de bol, is deel van een grootcirkel.
9.2
a. Langs de kleine cirkel is de route het kortst. (Maar het kan ook zijn dat je langs de grote cirkel moet, want als je via de kleinere cirkel gaat moet je een grotere bocht maken)
b. Omdat als je over een grootcirkel loopt de kortste afstand bewandeld.
Kijk maar bij vraag 9.1 daar staan de eigenschappen van grootcirkels.
Dus het punt: De kortste weg tussen twee punten, gemeten over de bol, is deel van een grootcirkel.
9.3
a. Wel, want dan reis je rechtstreeks er naartoe, je neemt dan geen omweg of bochten etc.
b. Als je geen zin hebt om door hete woestijnen te trekken of als je door de oceaan/zee reist of (hoge) bergen moet beklimmen. Dan zal je af en toe van je route afwijken.
1.8 De kortste route berekenen
10a.
a. X= R cos b x cos l= 6378 cos 35˚x cos 20˚= 4909,47 km
Y= R cos b sin l= 6378 cos 35˚ sin 20˚= 1786,90 km
Z= R sin b= 6378 sin 35˚= 3658,27 km
b. X= 6378 cos 52˚x cos 4˚= 3917,12 km
Y= 6378 cos 52˚x sin 4˚= 273,91 km
Z= 6378 sin 52˚= 5025,93 km
c. Mij huis ligt op: 51°30’36.10”N 3°37'30.73"O
En mijn school ligt op: 51°29’40.59”N 3°35'47.83"O
d. X= 6378 cos 51˚x cos 3˚= 4008,30 km
Y= 6378 cos 51˚x sin 3˚= 210,07 km
Z= 6378 sin 51˚= 4956,64 km
11
a. Met deze formule kun je de afstand van twee plaatsten waar de grootcirkel doorheen loopt berekenen.
De g staat voor de afstand, de Ψstaat voor de hoek van de afstand vanaf het middelste punt van de aarde.
De 360° waar je de hoek door moet delen is omdat de aardbol in graden 360° rond gaat.
En de 2πR, de R staat voor de straal van de aarde, en dat dan 2π.
Het antwoord op de gegeven rekenvraag is: 5565,854985.
1.9 Aardmagnetisme
-
1.10 Eindopdracht, zie bijlage
Wij hebben voor opdracht 14 gekozen. Wij zullen hierover woensdag nog een presentatie geven.
2. Plaatsbepaling en navigatie met behulp van hemellichamen
2.2 Coördinatenstelsels voor de hemel
15.1
a. 1.Hemelnoordpool: Het zichtbare snijpunt van de aardas met de hemelkoepel noemen we de noordelijke hemelpool, of kortweg de hemelnoordpool.
2. Hemelzuidpool: Recht tegenover de hemelnoordpool ligt uiteraard de hemelzuidpool.
3. Hemelevenaar: De snijcirkel van het aardse evenaarsvlak met de hemelkoepel noemen we de hemelevenaar. De hemelevenaar verdeelt de hemelkoepel op een andere manier in tweeën, namelijk in een noordelijk en een zuidelijk hemelhalfrond.
4. Meridiaan: De grote cirkel gedefinieerd door hemelnoordpool en zenit noemen we de meridiaan. (De snijpunten van de meridiaan met de horizon noemen we het noorden (aan de kant van de hemelnoordpool) en het zuiden (aan de andere kant). Eens deze punten gekend, worden oost en west op de gebruikelijke manier gedefinieerd.)
5. Poolshoogte: De poolshoogte is de hoogte (in hoekmaat, uiteraard) van de hemelnoordpool boven de horizon.
b. Een eenvoudige geometrische redering op figuur 1 laat zien dat die poolshoogte gelijk is aan de geografische breedte φ. Bijgevolg is de hoogte van de hemelevenaar boven het zuiden 90°-φ. Het verband tussen poolshoogte en geografische breedte is uiteraard handig voor plaatsbepaling. De hemelnoordpool kan gemakkelijk bij benadering worden teruggevonden omdat een middelmatige heldere ster, de Poolster, hier -toevallig- vlakbij staat.
15.2
a. Voor horizoncoördinaten is de referentiecirkel de horizon, het referentiepunt het zuiden en de meetrichting op de horizon met de schijnbare dagelijkse beweging mee. De coördinaten heten hoogte h en azimut A. Azimut kan worden aanzien als een continue schaal om een richting aan te geven. Zuid correspondeert met 0°, west met 90°, noord met 180° en oost met 270°.
b. Hoogte en azimut hebben het voordeel dat zij gemakkelijk kunnen worden gemeten, en, omgekeerd, gemakkelijk kunnen worden gebruikt om een object aan de hemelkoepel te lokaliseren. Gedurende de schijnbare dagelijkse beweging, veranderen deze coördinaten echter voortdurend. Ze zijn bovendien ook plaatsafhankelijk. Horizoncoördinaten zijn dus waardeloos voor bijvoorbeeld de plaatsbepaling van sterren.
15.3
a. Equatorcoördinaten: declinatie δ en rechte klimming α.
We vervangen nu de horizon als referentiecirkel door de hemelevenaar en nemen als referentiepunt het zuidpunt op de hemelevenaar (d.w.z. het snijpunt van de meridiaan met de hemelevenaar). De "hoogte" t.o.v. de hemelevenaar noemen we declinatie δ; het equivalent van het azimuth is de uurhoek H, die eveneens met de dagelijkse beweging mee wordt gemeten. De uurhoek wordt doorgaans in uren gemeten in plaats van in graden. Aangezien 24h overeenstemt met 360°, correspondeert een uurhoekverschil van 1h met 15°.
b. Omdat de uurhoek verandert met de tijd, doen we er beter aan het lentepunt als referentie te nemen in plaats van het zuiden, omdat dit met de hemelbol meedoet aan de dagelijkse beweging. De nieuwe coördinaat heet de rechte klimming α. Deze wordt tegen de dagelijkse beweging in gemeten. Evenals de uurhoek, wordt rechte klimming doorgaans in uren gemeten in plaats van in graden. Voor de andere coördinaat gebruiken we nog steeds de declinatie δ.
15.4
a. ster, Grote Beer: Alkaid
hoogte = hoek gezichtslijn met horizon
azimut = kompasrichting, hoek in horizontale vlak vanaf noorden naar oostelijke richting tot aan punt waar ster boven horizon staat
• 2 stokken (of iets anders) in verschillende lengtes een stukje van elkaar af zetten(zie tekening)
• tan x = overstaande zijde : aanliggende zijde = hoogte verschil : afstand tan x = ?
x = shift tan ? = antwoord (Let op dat rek. machine in ‘Degrees’ mode staat!)
15.5
2.3 De Maan
16.
Het is volle maan als wij de maan helemaal verlicht zien door de zon. De zon is heel wat groter dan de aarde, daardoor valt er, ook al staat de aarde voor de maan, toch nog veel zonnestralen van de zon op de maan. Daardoor is de maan dan voor ons op aarde zichtbaar. Ook is het zo dat de aarde als een soort lens werkt. De zonnestralen worden afgebogen op de maan via de aarde zo word de maan geheel verlicht. (bij nieuwe maan, is de maan alleen aan de kant van de zon verlicht, en dat is net de kant dat wij vanaf de aarde niet zien. Daardoor is de maan dan voor ons niet zichtbaar.)
17.
Foto A: maanstand: tussen eerste kwartier en volle maandag
Foto B: maanstand: volle maan
Foto C: maanstand: tussen volle maan en laatste kwartier
a. want, voor ons komt de maan ongeveer, dus niet geheel, in het oosten op en gaat ongeveer, niet geheel, in het westen onder. Ongeveer, want de zon komt ook ongeveer op in het oosten en gaat onder in het westen, als de maan en de zon in èèn lijn zouden opkomen en ondergaan dan zouden we een maansverduistering of een zonsverduistering hebben.
Deze tekening suggereert dat de maan bij elke omloop precies tussen zon en aarde doorgaat, wat een zonsverduistering zou geven, en bij elke Volle Maan precies achter de aarde staat, in de schaduw van de aarde, waarbij een maansverduistering te zien zou zijn. Dat dit niet gebeurt, komt doordat het baanvlak van de maan een kleine hoek maakt met het baanvlak van de aarde. Daardoor beweegt de maan bij Nieuwe Maan onder of boven de zon langs en wordt deze niet verduisterd. Bij Volle Maan beweegt de maan meestal boven of onder langs de aardschaduw en zien we ook niets bijzonders gebeuren. Maar af en toe staan de objecten wel precies op één lijn en zien we een zons- of een maansverduistering.
BRON: http://www.dekoepel.nl/zenit/eclipsweb/watis.html
2.4 De Zon
18.
Een tropisch jaar (de tijd die de aarde nodig heeft om in haar baan om de zon van lentepunt naar lentepunt te draaien) is niet exact 365 dagen. Het is 365 dagen, 5 uren, 48 minuten en 45,1814 seconden. Als men zich van dat verschil niets zou aantrekken en de duur van een jaar op 365 dagen zou afronden, dan zou men na vier jaar bijna een dag tekortkomen (preciezer: 23 uur en 15 minuten). Want: 5x4 = 20 uur
48×4 = 192/60 = 3,2 uur = 3 uur en 12 minuten
45,1814×4 =180,7256/60 = 3,012093333= 3 minuten
samen bij elkaar opgeteld wordt het dan: 23 uur en 15 minuten (ongeveer 1 dag)
We zouden dan oud- en nieuw te vroeg vieren; bijna een dag voordat de aarde werkelijk helemaal rond de zon is gegaan. Het toelaten van de afwijking zou tot gevolg hebben dat na langere tijd de seizoenen ten opzichte van het kalenderjaar gaan verschuiven.
Om dit te compenseren krijgt ieder vierde jaar (ieder jaartal dat deelbaar is door 4) er een dag bij: 29 februari, de schrikkeldag. Dit levert een gemiddelde op van 365 dagen en 6 uur per jaar. Omdat 5 uur, 48 minuten en 45,1814 seconden minder is dan 6 uur, is dit een overcorrectie, die optelt tot ongeveer drie dagen per 400 jaar.
In principe kan men dit oplossen door elke 128 jaar (dus elk 32ste schrikkeljaar) geen schrikkeljaar in te voeren. Een jaar duurt immers 365 dagen 5 uur 48 minuten en 45 seconden = 365,2421875 dagen.
365,25 × 128 = 46752 dagen.
365,2421875 × 128 = 46751 dagen.
19.
- in de winter maakt de aarde een andere baan dan in de zomer.
- Omdat de zon in de zomer niet in het oosten opkomt, maar iets noordelijker, wijst de eerste schaduw niet pal west, maar iets zuidelijker. In de winter wijst de schaduw al bij zonsopkomst wat noordelijker.
- Dit truckje kan je alleen gebruiken zolang de zon schijnt.
- De plaats waar je je bevindt heeft ook invloed en natuurlijk welk getij van het jaar.
- Als je 10 minuten later kijkt is de hoek van de wijzers anders maar het punt van de zon is dan niet veel veranderd.
sten onder.
20.1
a.+b.
Door de beweging van de aarde om de zon in één jaar en door de scheve stand van de aardas geldt dat op 21 juni de zon loodrecht op de Kreeftskeerkringnoordelijke keerkring staat zodat de zon in Nederland haar hoogste stand heeft.
Op 21 december staat de zon loodrecht boven de Steenbokskeerkringzuidelijke keerkring: de zon heeft dan bij ons de laagste stand. Amsterdam ligt op 52 0 noorderbreedte. Hoek x is 23,50, de hoek van de aardas. De maximale zons¬hoogte is z, de hoek die de richting van de zonne¬straal maakt met de horizon. Uit de tekening volgt voor de zomer: z = 90 0 - y en (x + y) = 52 o. Hier¬uit volgt dat z = 61,5 o.
Voor de winter: z = 90 0 - (52 0 + x) = 14,5 o.
Schaduwen van een stok op 21 juni en op 21 december.
De noordelijke keerkring is eigenlijk de Kreeftskeerkring en die staat op 23,5˚ noorderbreedte.
Simpel gezegd: Dan moet je vanuit de steenbokkeerkring dus 52+23,5= 75,5˚ 90-75,5=14,5˚
c. Klopt!
20.2
a. Geografische breedte = 90°- maximale zonshoogte + seizoenscorrectie
Dus je hebt nog alleen de maximale zonshoogte nodig en seizoenscorrectie!
(het is ook wel belangrijk dat je weet op welk halfrond je zit, noordelijk of zuidelijk)
b. Nee, niet helemaal. Stel je weet wel dat het 18:00uur is en daardoor kan je door het kijken naar de zon bepalen dat het zuiden rechts van je ligt en noorden dus links van je. En kan je ook bepalen waar het oosten en westen ligt, als je weet dat het (in het noordelijke halfrond) de zon opkomt (ongeveer) in het oosten en ondergaat (ongeveer) in het westen. Maar het probleem zit ‘m juist in de seizoenen want die veranderen voortdurend en daar moet rekening mee gehouden worden.
21.
a. De aarde draait in 24 uur om haar as. Theoretisch is daarmee iedere tijdzone 360°/24 = 15° breed. De nulmeridiaan van Greenwich is het centrum van de UTC. Wanneer de zon 1 uur later dan in Greenwich in het zuiden staat betekent dat 60 minuten / 4 minuten per graad = 15 graden westerlengte. De indeling in tijdzones wordt ook bepaald door de geografische lengte. Een tijdzone van een uur komt overeen met een lengteverschil van 15°.
b. Afhankelijk van de lengtegraad staan zon en sterren en andere hemellichamen op een ander moment op hun hoogste punt aan de hemel. Dit verschil in zonnetijd of sterrentijd tussen twee plaatsen kan worden berekend: er zijn 360 lengtegraden, een dag duurt ongeveer 24 uur of 1440 minuten, dus één graad verschil is 1440 minuten / 360 graden = 4 minuten
Op 40 graden noorderbreedte:1440/40= 36 minuten
2.5 De Sterrenhemel
22.1
a. De breedtebepaling kan gedaan worden aan de hand van de positie en de beweging van de sterren aan de hemel. De breedte kan op het noordelijk halfrond onder meer worden bepaald aan de hand van de hoogte van de Poolster. In het ideale geval staat de Poolster op de Noordpool in het zenit (op 90°, recht boven de waarnemer) en aan de evenaar aan de horizon (op 0°)
b. Wat verandert er, onder andere:
- breedtegraad
- de sterrenhemel gaat er anders uitzien, waarbij de poolster in het zuidelijke halfrond niet te zien is. (als alternatief wordt het Zuiderkruis gebruikt)
- stand van de zon (overdag)
Wat verandert er niet, onder andere:
- lengtegraad
c. Wat verandert er, onder andere:
- lengtegraad
- de hoeveelheid sterrenbeelden
- soorten sterrenbeelden
Wat verandert er niet, onder andere:
- breedtegraad
22.2
a. Dus op welke hoek je de Poolster ziet is gelijk aan de breedte graad.
b. Waar op het noordelijk halfrond de Poolster als oriëntatiepunt kan worden gebruikt, is deze niet te zien op het zuidelijk halfrond. Doordat de poolster echter achter de evenaar is verdwenen. Hier zijn echter enkele sterrenbeelden te zien die juist in het noorden niet of nauwelijks te zien zijn, bv. het Zuiderkruis.
22.3
a. In Nederland en België zijn de volgende sterren en sterrenbeelden circumpolair:
• Cassiopeia
• Cepheus
• Giraffe
• Kleine Beer met de Poolster
De sterren moeten op de breedte van Benelux niet ondergaan en dus een kring beschrijven gedurende hun 'omloop' om de Poolster. Dan pas zijn ze circumpolair in Nederland. Ook moet de sterrenbeeld zich op een positie van 52˚ tot 90˚ (de Poolster) bevinden.
b. Ja, alleen is het dan van -90˚ tot 0˚
Als je exact op de evenaar staat gaan de sterren precies over (en langs) je heen van oost naar west en zijn in feite alle sterrenbeelden circumpolair. (Om beide polen die precies op de horizon liggen, als je zaken als lichtbreking door de atmosfeer even niet meerekent.)
Wat voor het noordelijk halfrond geldt voor de noordpool, geldt voor het zuidelijk halfrond voor de zuidpool. Op het zuidelijk halfrond zijn de circumpolaire sterren gegroepeerd rondom de zuidpool. En als je op het noordelijk halfrond naar het zuiden wil kijken om daar het beste zicht op de seizoens- sterrenbeelden te hebben, moet je daarvoor op het zuidelijk halfrond naar het noorden kijken.
2.6 Eindopdrachten
Het leven van John Harrison
John Harrison (24 maart 1693 - 24 maart 1776) is de uitvinder van de chronometer, het eerste instrument dat altijd de juiste tijd aangaf (ook op zee).
John Harrison werd vermoedelijk geboren in of bij Foulby bij Wakefield, (Yorkshire). Bekend is dat hij gedoopt werd op 31 maart 1693 in Foulby. Rond 1700, verhuisde het familie Harrison naar North Lincolnshire. Daar volgde John zijn vader op als een timmerman. John bouwde en repareerde klokken in zijn vrije tijd. Volgens een legende was John al vanaf zijn geboorte al geïnteresseerd in klokken.
In het begin van de 18e eeuw was er grote behoefte aan methode waarmee, ook op volle zee, de juiste lengtegraad bepaald zou kunnen worden (de breedtegraad kon al bepaald worden met bijv. een sextant). Het Engelse parlement had een beloning uitgeloofd van 20.000 pond aan diegene die als eerste een betrouwbare methode zou vinden.
Toen Harrison 21 was, hoorde hij van deze beloning. Harrison, die vanaf zijn kindertijd al gefascineerd was door klokken, beredeneerde dat de juiste lengtegraad afgeleid kon worden van het tijdsverschil tussen de lokale tijd en de standaardtijd in Greenwich. Hij trachtte daarom een klok te maken, die onafhankelijk van omgevingscondities (o.a. temperatuur, luchtvochtigheid en slingerbewegingen van het schip), altijd de goede tijd aan zou geven. Na drie voor die tijd al zeer accurate klokken, die echter te groot, te duur of te zwaar waren, voldeed zijn vierde klok aan de eisen. Hij kreeg het prijzengeld tenslotte in 1773, drie jaar voor zijn dood. In 1749 kreeg hij al de Copley Medal.
De uitvindingen van John Harrison zijn vandaag de dag nog steeds van groot belang. Hij wordt ook wel de vader van de moderne navigatie genoemd.
3 Plaatsbepaling en navigatie met gps
3.2 plaatsbepaling met behulp van navigatiesatellieten en gps
26.
Radiogolven verplaatsen zich in vacuüm met de snelheid van het licht: 3x108 m/s
het signaal van een satelliet doet er dit keer 0,67 seconden voor om mijn gps-ontvanger te bereiken.
Antwoord: 3x108 m/s dus ( 3x108 ) x 0,67 = 2,01x108 meter boven mij.
27.
a. na ongeveer 19 milliseconden en dat is 0,019 seconden
b. na 0,019 seconden bereikt het geluid de rechtermicrofoon met een snelheid van 340 m/s.
Antwoord: 340x 0,019 = 6,46 meter; dus de onderlinge afstand tussen de twee microfoons is 6,46 meter.
28.1
a. met een rechte lijn van Loosdrecht naar Holandsche Rading, is de afstand: ongeveer 4 km, dus 4000 meter
m.b.v. de routeplanner van Google Earth zelf is de afstand: 5,1 km, dus 5100 meter.
b. Zie figuur 2
De paddenstoel moet zich binnen de rode cirkel (die overigens een straal van 3 km heeft vanaf het punt: Hollandsche Rading) bevinden. De blauwe cirkel geeft de afwijking aan, want daar kan de paddenstoel ook zitten als je geen straal vanaf het punt Hollandsche Rading maakt maar vanaf het dorpje.
Figuur 2
c. De paddenstoel bevindt zich 2,4 km van Loosdrecht vandaan. De rode cirkel heeft een straal van 2,4 km van het punt Loosdrecht vandaan. Binnen dit cirkel zit de paddenstoel.
Figuur 3
d. de twee mogelijkheden waar de paddenstoel kan staan, zijn de twee snijpunten van de blauwe met de rode cirkel. Maar dan weet je nog niet waar dat paddenstoel zich bevindt, daarom heb je nog een richtingsaanduiding nodig (die kruist een van de twee snijpunten), Dus dan heb je minimaal 3 richtingsaanduidingen nodig!
Het moet dus ergens in op de Kanaaldijk liggen, want op dat punt kruisen alle cirkels.
28.3
a. Met de ontvangst van minimaal vier van deze satellieten kan een gps-ontvanger zijn positie op aarde bij benadering (op ca. 10 m nauwkeurig) bepalen.
b. Een GPS ontvanger weet initieel de tijd niet nauwkeurig genoeg (atoomklok-nauwkeurigheid) om de tijd te gebruiken. Twee satellieten samen leveren slechts een enkele verschiltijd tussen die twee satellieten. De GPS ontvanger moet zich dan op een Hyperboloide (kwadratisch oppervlak) bevinden. Nog een satelliet (de derde) levert dan de doorsnede op van twee hyperboloiden. Samen met het gegeven dat men zich op het aardoppervlak bevindt levert dit dan een redelijke positie bepaling op in 2D. Maar in de ruimte is het nog steeds een kromme waarop de GPS ontvanger zich bevindt. Een vierde ontvanger is nodig om een punt te kunnen bepalen. Pas nadat de satelliet zijn positie heeft bepaald kan de GPS ontvanger zijn klok goed zetten. Daarna zouden de denkbeeldige bollen rondom satellieten voor positie bepaling gebruikt kunnen worden, maar dan is de positie dus al bepaald. (Bij een GPS ontvanger die de tijd helemaal niet weet, levert het signaal van twee satellieten 1 verschiltijd op, drie satellieten leveren 2 onafhankelijke verschiltijden op, vier satellieten leveren 3 onafhankelijke verschiltijden op.
3.3 Europa’s navigatiesysteem Galileo
29.
Nee, de tekening is totaal niet op schaal, want in de tekening is de afstand van de aarde tot één van de banen van de navigatiesatellieten:4 cm alle andere banen (van de navigatiesatellieten) blijken ook 4 cm te zijn. En de straal van de aarde is op de tekening maar 1,5 cm (diameter is dus 3 cm) Dat klopt allemaal niet!de banen om de aarde zijn te klein getekend, dus die moeten groter of de aarde moet kleiner.
3.4 Eindopdrachten
30. Eindopdracht
Waarom blijven satellieten in hun baan?
a)
• Als de massa van de emmer toeneemt, dan zal de middelpuntzoekende kracht groter moeten worden om het water in de emmer te houden. Als er 1 druppel in de emmer zit, dan heb je weinig kracht nodig om die daar in de emmer te laten. Als de masse toeneemt, dan moet de middelpuntzoekende kracht dus ook wel groter moeten worden.
• Als de snelheid van het voorwerp groter wordt, dan zal de middelpuntzoekende kracht groter worden.
• Als de straal van de cirkelbeweging groter wordt, dan zal de middelpuntzoekende kracht gelijk blijven. De verhoudingen van de emmer op zijn kop of de emmer normaal zijn hetzelfde. De kracht zal dus niet veranderen.
b) Volgens mij klopt mijn antwoord bij 30a wel.
c) Je neemt de standaard formule . Volgens de tekst die boven staat is r= 1,4 m. Dit is de armlengte+hengsel. Doordat er bij 30c staat dat mxg ook wel gelijk is aan Fmpz, is dus de middelpuntzoekende kracht de massa van het water in kg X de zwaartekracht in m/s2.
d) mxv2 = FmpzX1,4
v2 = FmpzX1,4 / m
V = √(FmpzX1,4 / m)
e) Dit hebben wij niet uit kunnen voeren.
f) De grafitiekracht kan ook groot worden als de onderlinge afstand(r12) kleiner wordt. Dan hoef je m1xm2 niet kleiner te maken door de onderlinge afstand. Als de afstand onder 1 is, dan wordt dit juist groter.
g)
• Gravitieconstante G= 6,6726x10-11 Nm2kg-2.
• Massa van de aarde (m1)= 5,976x1024 kg.
• Straal van de aarde (r12)= 6,378x106 m.
h)Uit opdracht 30g weet je dat G= 6,6726x10-11 Nm2kg-2 , m1= 5,976x1024 kg en r12= 6,378x106 m. Uit de gegevens bij 30h kan je afleiden dat m2=1. Hieruit kan je uitrekenen wat de gravitatiekracht is:
M1xm2= 5,976x1024X1= 5,976x1024.
M1xm2 / r122 = 5,976x1024 / (6,378x106 ) 2 = 2,430970108x1038.
Fg= 6,6726x10-11 X 2,430970108x1038 = 1,622089114x1028 .
i) m1xm2= 5,976x1024X100 = 5,976x1026.
M1xm2 / r122 = 5,976x1026 / 400.000.000 = 1,494x1018.
Fg = 6,6726x10-11 X 1,494x1018 = 99.688.644.
j) zoals je al uit 30d kon afleiden, is V = √(FmpzX1,4 / m). In dit geval is de straal niet 1,4 maar 20.000. M is hierin 100. Je hebt net bij 30i uitgerekend dat Fmpz= 99.688.644
V = √(99.688.644X20.000 / 100)= 141201,0227 m/s.
k) Als je de massa wat verandert, dat deze bijvoorbeeld 500 wordt, dan wordt de v=63147,01703 m/s. Met 400 kg extra gewicht is de uitkomst niet zoveel minder geworden.
l) V = √(99.688.644X23616 / 100)= 153435,557 m/x moeten de Galileosatellieten hebben om in die baan te kunnen blijven.
m) 23 616 km (zie vraag l)
BIJLAGE
Route 1
Route 2
Route 3
Route 4
Samenvatting presentatie, eindopdracht 14:
Magnetisch kompas bij vogels
De sterkte en richting van het magnetische veld van de aarde, wordt op de een of andere manier waargenomen door trekvogels.Vogels oriënteren zich met behulp van een magnetisch veld. De zwaluw op de foto ziet een beeld, via impulsen van receptoren in het oog en de pijnappelklier worden deze vertaald in een richting en sterkte van het magnetische veld. Daardoor 'zien' ze als het ware het veld wat voor het blote oog verborgen is.
Het ontvangen van het magnetische veld is afhankelijk van licht. Een fotoreceptor als basis voor een magnetisch kompas, dat is de theorie die het zonnekompas verbindt met het magnetische kompas. Het magnetische veld beïnvloedt de trillingen van radicaalparen in de receptoren en stuurt impulsen naar de hersenen van de vogel. Deze effecten worden vertaald naar zichtbare informatie die zou kunnen worden voorgesteld als het rechter plaatje.
Veel dieren zijn in het bezit van een magnetismezintuig. Trekvogels gebruiken magnetische aanwijzingen (samen met gepolariseerd licht, sterrentekens, positie van de zon) om hun richting naar het zuiden in de herfst en het noorden in het voorjaar, te vinden.
Hoe kan het geomagnetisch veld worden ontvangen?
Als je het mechanisme van magnetoreceptie wilt begrijpen, verbaas je je onmiddellijk over het feit dat het geomagnetisch veld erg zwak is (ca. 0.5 Gauss). Hoe kunnen dieren dan zo'n zwak veld kan waarnemen? Voor zover het überhaupt mogelijk is dat dieren via hun magnetoreceptoren het veld waarnemen, dan zijn er slechts een drietal manieren te bedenken over hoe dit systeem dan zou moeten werken:
Mechanische receptie: dit is het principe achter de kompasnaald. Een magnetisch veld levert een trilling op op een ferromagnetisch materiaal. Alleen ferromagneten (ijzermagneten) zijn in staat om een reactie te produceren op een veld zo zwak als 0.5 Gauss dat kan worden gemeten op temperatuurbewegingen. In dieren, is de toepassing van kleine magnetische deeltjes (bijv. magnetiet) als magnetoreceptoren gesuggereerd.
Elektrische Inductie: Beweging in een magnetisch veld zal resulteren in een geïnduceerd elektrisch veld. Bepaalde vissoorten beschikken over een speciaal zintuigorgaan wat magnetische velden op deze manier heel scherp kan waarnemen. Zo'n orgaan is echter niet in elk dier te vinden dat magnetoreceptoren bezit.
Chemische Receptie: Chemische reacties tussen stoffen met een verschillende lading, kunnen worden beïnvloed door de spanning die een magnetisch veld oproept. Bepaalde stoffen kunnen daardoor positief worden beïnvloed door het magnetisch veld en zodoende een signaalfunctie krijgen.
Richtingsvermogen bij vogels
Zoals je hebt kunnen zien is soms het richtingsvermogen aangeleerd en soms al bij de geboorte aanwezig. Een goed voorbeeld van dit laatste is de koekoek. Hij wordt niet door zijn echte ouders opgevoed, dus weet hij niet welke kant hij op moet vliegen om naar zijn overwinteringgebied te vliegen. Bij de koekoek is dus duidelijk dat hij zijn richtingsvermogen heeft vanaf zijn geboorte.
Een eigen tijd- en richtingprogramma
De opvallend nauwkeurige navigatie bij vogels blijkt een tijd- en richtingsprogramma te hebben die endogeen (betekent dat de dieren dit al hebben vanaf hun geboorte) zijn. Dit weten ze door onder andere proeven in cirkelvormige ruimten zonder oriëntatiepunten, waarin de voorkeursrichting van een vliegende vogel wordt vastgelegd. De gemiddelde voorkeursrichting lijkt op die van de trekrichting in de natuur.
In zulke proefopstellingen werd tijdens de najaarstrek de voorkeursrichting gemeten van de broedende zwartkop. Door de mens grootgebrachte jongen uit twee populaties, een Duitse en een Oostenrijkse, werden onderzocht. Ze kiezen verschillende trekroutes. De Duitse heeft gaat naar het zuidwesten, om zo via de straat van Gibraltar in Noord-Afrika aan te komen. De dieren uit Oostenrijk gaan naar het zuidoosten om zo via de Bosporus naar Syrië te gaan. Dan gaan ze richting het zuiden tot ze in Oost-Afrika aankomen. De Duitse jongen kozen gemiddeld een zuidwestelijk richtingen de Oostenrijkse jongen in de vroege herfst een zuidoostelijke richting en in de late herfst een zuidelijke.
In het daaropvolgende voorjaar kruisten de onderzoekers Duitse broedende zwartkoppen en Oostenrijkse broedende zwartkoppen en lieten de jongen het eerstvolgende najaar naar hun overwinteringgebied vliegen. Ze bleken in de vroege herfst een gemiddelde zuidelijke koers te kiezen en in de late herfst een meer zuidwestelijke koers. Deze resultaten liggen tussen die van de oorspronkelijke broedende zwartkoppen in.
Uit dit onderzoek blijkt dus dat het tijd- en richtingsprogramma aangeboren is. Ook exogene factoren(factoren buiten het dier) zoals een gebergte ook kunnen leiden tot koersaanpassingen. Ook ecologische factoren (bijvoorbeeld het voedselaanbod) spelen een rol hierin.
Trekrichting en koerscorrecties
Nu je weet dat trekvogels een endogeen tijd- en richtingsprogramma hebben, vraagt men zichzelf af of deze trekvogels ook het vermogen hebben om koerscorrecties te maken. Dit is handig voor als de vogel uit koers geraakt is. Het antwoord hierop kan men uitleiden uit de resultaten van een onderzoek uit de jaren vijftig.
In de Haagse duinen werden meer dan 11 000 spreeuwen gevangen die van de Baltische landen naar Zuid-Engeland, het overwinteringgebied van deze spreeuwen gingen. Toen ze gevangen waren werden ze geringd en loodrecht op hun normale trekrichting naar Zwitserland gebracht en daar losgelaten. In dit experiment werden 11.000 spreeuwen gevangen die op weg waren van hun broedgebied naar hun overwinteringgebied. Ze werden gevangen in de Haagse duinen. Daarna werden ze in Zwitserland eruit gelaten bij de losplaats. De jongere vogels maakte een nieuw overwinteringgebied en de ouderen paste een koerscorrectie toe en kwamen toch bij hun overwinteringgebied aan.
Uit de resultaten kwam dus dat de jongen naar het zuidwesten vlogen en in Spanje aankwamen, terwijl de ouderen wel in Zuid-Engeland aankwamen. Alleen de vogels die al eerder in de overwinteringgebieden waren geweest konden vanuit een voor hun onbekende plaats een koerscorrectie toepassen en toch in Zuid-Engeland aankomen.
Natuur, Leven en Technologie
1. Navigeren zonder hulpmiddelen
1.1 Een route ontwerpen
1.1a.
Sla linksaf bij Walenburg=> Flauwe bocht naar links bij Bossenburg=> Sla linksaf bij Nieuwe Zuidbeekseweg=> Neem op de rotonde de 1ste afslag naar Bossenburghweg/N288 Ga verder op de N288 Ga rechtdoor over één rotonde=> Neem op de 2de rotonde de 1ste afslag naar Middelburgsestraat=> Ga verder op Koudekerkseweg=> Flauwe bocht naar links bij Laan der Verenigde Naties=> Sla rechtsaf bij Breeweg=> Wat verder in de straat, aan je rechterkant vindt je dan mijn school: Nehalennia
b. zie bijlage voor schematische tekening van mijn route naar school, route 1
a. Ja, helemaal. Want ik fiets met een groot groep mee, dus dan moet ik wel zo fietsen.
1.2 Navigeren nu en vroeger
Centrale vragen
*Mosbegroeiing, kijken naar de stand van de zon, je herkent gebouwen/wegen, na een tijdje leer je wel welke weg je moet nemen en welke niet.
*Met behulp van een kompas, kijken naar de stand van zon (waar die opkomt en ondergaat => daarmee bepaal je waar het noorden en het zuiden ligt. Maar als je weet dat je in een bepaald land woont dan weet je (m.b.v. een plattegrond, kaart) waar dat ligt, daarmee bepaal je je plaats op aarde.
Dus m.b.v.: - een kaart/ plattegrond
- een kompas
- GPS
1.3 De rol van het geheugen
2a. Gedaan
b. Ja, want van verdwalen is dan ook geen sprake van en hierdoor kan je overal naartoe gaan zonder enige problemen of andere navigatiemiddelen.
1.4 Herkenningpunten en koerscorrecties
3.1
* De stand van de zon
* Kijken naar gebouwen /wegen die je herkent, en borden die je de weg wijzen
* De poolster
3.2
a. zie bijlage, route 2
b. zie bijlage, route 3. Ja, het komt overeen met de route die ik zou nemen, zie route 4 (bijlage)!
1.5 Erfelijke factoren en leerprocessen
Herkenningspunten: Hoe dicht begroeid een bepaald gebied is en met wat (vb. bomen, gras, water(oceaan/zee/meer) of gebouwen etc.
5. Want een koekoeksjong maakt geen contact met andere koekoeken daardoor kan je concluderen dat het gedrag is aangeboren.
6a.Nee, Den Haag ligt niet op deze route.
Afstand van Zuid- Engeland naar Estland is 2360 km=2360000 m, dat is de afstand dat de vogels hebben afgelegd.
b. Ik heb een lijn getrokken met dezelfde grootte, dus 1788985,78 meter, en ik kwam uit bij Portugal.
c. De richting is veranderd, in plaats van zuidwest te vliegen moeten ze noordwest vliegen.
d. Dat spreeuwen eerst moeten leren hoe (waar naartoe) ze moeten vliegen, en dat dat deel niet is aangeboren in tegenstelling tot de koekoek.
1.6 Coördinaten
7.1
a. Eiffeltoren : N 48°51’30.06” en O 2°17’40.2”
b. In Emhof, Soltau, Duitsland
c. Je komt uit in de Atlantische oceaan, veel exacter is: Labradorzee
7.2
a. Ja , want de meridiaan gaat ook van de noordpool naar de zuidpool. Dus dan vallen beide lijnen samen.
b. Ja, want de evenaar is een lijn dat rond de aarde draait en weer samenkomt op het punt dat het begint. Dus vallen beide lijnen samen.
7.3
Geografische coördinaten: zijn coördinaten waarmee een plaats op aarde wordt vastgelegd.
Meridianen: een rechte lijn op het aardoppervlak tussen de noordpool en de zuidpool
Lengtegraad: is samen met de breedtegraad een geografische positieaanduiding in bolcoördinaten.
Lengtecirkel: is de lijn die alle punten verbindt met dezelfde geografische lengte. Alle lengtecirkels zijn even lang en lopen als halve grootcirkels tussen de polen.
Breedtegraad, minuut, seconde: is samen met de lengtegraad een geografische positieaanduiding in bolcoördinaten. De breedtegraad van een plek op Aarde is de hoek die de verbindingslijn tussen die plek en het middelpunt van de Aarde met het vlak van de evenaar maakt. Minuut(booggraad): Een booggraad is per definitie het 1/180-ste deel van een gestrekte hoek. Seconde: In de meetkunde het symbool ", een 1/3600e deel van een graad
Breedtecirkel: is een denkbeeldige cirkel rond de aarde die alle punten op een bepaalde breedtegraad verbindt. De evenaar is een grootcirkel, alle andere parallellen zijn kleincirkels.
Noorderbreedte: De breedtegraad varieert van 0° tot 90°, met de toevoeging NB, noorderbreedte, ten noorden van de evenaar, op het noordelijke halfrond
Zuiderbreedte: De breedtegraad varieert van 0° tot 90°, met de toevoeging ZB, zuiderbreedte, ten zuiden van de evenaar, op het zuidelijke halfrond
Nulmeridiaan( meridiaan van Greenwich): is de meridiaan (lengtegraad) die door het Koninklijk Greenwich Observatorium in Greenwich, Engeland, loopt. Het is de lijn waar de lengtegraad 0 is.
Westerlengte: Voor de coördinaten op aarde varieert de lengtegraad van 0° tot 180°, met de toevoeging W.L.; westerlengte, ten westen van de nulmeridiaan, op het westelijk halfrond
7.4
a. Waltham Abbey, UK N 51°41’6” en O 0°0’0”
b. Southend-on-sea: E 0º 43’7” dus 43’van de nulmeridiaan. High Wycombe komt met de afstand redelijk overeen de graden zijn: W 0°44’45”.
c. Quito (0°13’41.98” Z, 78°31’26.98” W) en Chespi (0°08’24.69” N, 78°31’48.77” W) hebben dezelfde westerlengte, maar gespiegeld liggen ten opzichte van de evenaar.
1.7 De kortste route en de grootcirkel-koers
8a. 3706, 34 meter van mijn huis naar school
b. 6,0 km, dus 6000 meter met routeplanner. De kortste route is de lijn die ik getrokken heb, want die is 3,7 km en de afstand van de routeplanner is 6,0 km!
c. 9 minuten, dus in 9 minuten moet ik 6 km rijden. Dat is dus 40 km per uur, want in 1 minuut moet ik dan 6/9=0,6666…7 km rijden. In 1 uur moet ik dan 0,666…78*60= 40 km rijden, dus 40 km/h
9.1 –gedaan
Een grootcirkel is een speciale cirkel op het oppervlak van een bol (bijvoorbeeld van een planeet of van de hemelbol).
• Een grootcirkel is de grootste cirkel die op de bol past.
• Als je steeds rechtuit over een bol loopt dan loop je over een grootcirkel.
• Een grootcirkel heeft hetzelfde middelpunt C als de bol waar hij op ligt.
• De kortste weg tussen twee punten, gemeten over de bol, is deel van een grootcirkel.
9.2
a. Langs de kleine cirkel is de route het kortst. (Maar het kan ook zijn dat je langs de grote cirkel moet, want als je via de kleinere cirkel gaat moet je een grotere bocht maken)
b. Omdat als je over een grootcirkel loopt de kortste afstand bewandeld.
Kijk maar bij vraag 9.1 daar staan de eigenschappen van grootcirkels.
Dus het punt: De kortste weg tussen twee punten, gemeten over de bol, is deel van een grootcirkel.
9.3
a. Wel, want dan reis je rechtstreeks er naartoe, je neemt dan geen omweg of bochten etc.
b. Als je geen zin hebt om door hete woestijnen te trekken of als je door de oceaan/zee reist of (hoge) bergen moet beklimmen. Dan zal je af en toe van je route afwijken.
1.8 De kortste route berekenen
a. X= R cos b x cos l= 6378 cos 35˚x cos 20˚= 4909,47 km
Y= R cos b sin l= 6378 cos 35˚ sin 20˚= 1786,90 km
Z= R sin b= 6378 sin 35˚= 3658,27 km
b. X= 6378 cos 52˚x cos 4˚= 3917,12 km
Y= 6378 cos 52˚x sin 4˚= 273,91 km
Z= 6378 sin 52˚= 5025,93 km
c. Mij huis ligt op: 51°30’36.10”N 3°37'30.73"O
En mijn school ligt op: 51°29’40.59”N 3°35'47.83"O
d. X= 6378 cos 51˚x cos 3˚= 4008,30 km
Y= 6378 cos 51˚x sin 3˚= 210,07 km
Z= 6378 sin 51˚= 4956,64 km
11
a. Met deze formule kun je de afstand van twee plaatsten waar de grootcirkel doorheen loopt berekenen.
De g staat voor de afstand, de Ψstaat voor de hoek van de afstand vanaf het middelste punt van de aarde.
De 360° waar je de hoek door moet delen is omdat de aardbol in graden 360° rond gaat.
Het antwoord op de gegeven rekenvraag is: 5565,854985.
1.9 Aardmagnetisme
-
1.10 Eindopdracht, zie bijlage
Wij hebben voor opdracht 14 gekozen. Wij zullen hierover woensdag nog een presentatie geven.
2. Plaatsbepaling en navigatie met behulp van hemellichamen
2.2 Coördinatenstelsels voor de hemel
15.1
a. 1.Hemelnoordpool: Het zichtbare snijpunt van de aardas met de hemelkoepel noemen we de noordelijke hemelpool, of kortweg de hemelnoordpool.
2. Hemelzuidpool: Recht tegenover de hemelnoordpool ligt uiteraard de hemelzuidpool.
3. Hemelevenaar: De snijcirkel van het aardse evenaarsvlak met de hemelkoepel noemen we de hemelevenaar. De hemelevenaar verdeelt de hemelkoepel op een andere manier in tweeën, namelijk in een noordelijk en een zuidelijk hemelhalfrond.
4. Meridiaan: De grote cirkel gedefinieerd door hemelnoordpool en zenit noemen we de meridiaan. (De snijpunten van de meridiaan met de horizon noemen we het noorden (aan de kant van de hemelnoordpool) en het zuiden (aan de andere kant). Eens deze punten gekend, worden oost en west op de gebruikelijke manier gedefinieerd.)
b. Een eenvoudige geometrische redering op figuur 1 laat zien dat die poolshoogte gelijk is aan de geografische breedte φ. Bijgevolg is de hoogte van de hemelevenaar boven het zuiden 90°-φ. Het verband tussen poolshoogte en geografische breedte is uiteraard handig voor plaatsbepaling. De hemelnoordpool kan gemakkelijk bij benadering worden teruggevonden omdat een middelmatige heldere ster, de Poolster, hier -toevallig- vlakbij staat.
15.2
a. Voor horizoncoördinaten is de referentiecirkel de horizon, het referentiepunt het zuiden en de meetrichting op de horizon met de schijnbare dagelijkse beweging mee. De coördinaten heten hoogte h en azimut A. Azimut kan worden aanzien als een continue schaal om een richting aan te geven. Zuid correspondeert met 0°, west met 90°, noord met 180° en oost met 270°.
b. Hoogte en azimut hebben het voordeel dat zij gemakkelijk kunnen worden gemeten, en, omgekeerd, gemakkelijk kunnen worden gebruikt om een object aan de hemelkoepel te lokaliseren. Gedurende de schijnbare dagelijkse beweging, veranderen deze coördinaten echter voortdurend. Ze zijn bovendien ook plaatsafhankelijk. Horizoncoördinaten zijn dus waardeloos voor bijvoorbeeld de plaatsbepaling van sterren.
15.3
a. Equatorcoördinaten: declinatie δ en rechte klimming α.
We vervangen nu de horizon als referentiecirkel door de hemelevenaar en nemen als referentiepunt het zuidpunt op de hemelevenaar (d.w.z. het snijpunt van de meridiaan met de hemelevenaar). De "hoogte" t.o.v. de hemelevenaar noemen we declinatie δ; het equivalent van het azimuth is de uurhoek H, die eveneens met de dagelijkse beweging mee wordt gemeten. De uurhoek wordt doorgaans in uren gemeten in plaats van in graden. Aangezien 24h overeenstemt met 360°, correspondeert een uurhoekverschil van 1h met 15°.
b. Omdat de uurhoek verandert met de tijd, doen we er beter aan het lentepunt als referentie te nemen in plaats van het zuiden, omdat dit met de hemelbol meedoet aan de dagelijkse beweging. De nieuwe coördinaat heet de rechte klimming α. Deze wordt tegen de dagelijkse beweging in gemeten. Evenals de uurhoek, wordt rechte klimming doorgaans in uren gemeten in plaats van in graden. Voor de andere coördinaat gebruiken we nog steeds de declinatie δ.
a. ster, Grote Beer: Alkaid
hoogte = hoek gezichtslijn met horizon
azimut = kompasrichting, hoek in horizontale vlak vanaf noorden naar oostelijke richting tot aan punt waar ster boven horizon staat
• 2 stokken (of iets anders) in verschillende lengtes een stukje van elkaar af zetten(zie tekening)
• tan x = overstaande zijde : aanliggende zijde = hoogte verschil : afstand tan x = ?
x = shift tan ? = antwoord (Let op dat rek. machine in ‘Degrees’ mode staat!)
15.5
2.3 De Maan
16.
Het is volle maan als wij de maan helemaal verlicht zien door de zon. De zon is heel wat groter dan de aarde, daardoor valt er, ook al staat de aarde voor de maan, toch nog veel zonnestralen van de zon op de maan. Daardoor is de maan dan voor ons op aarde zichtbaar. Ook is het zo dat de aarde als een soort lens werkt. De zonnestralen worden afgebogen op de maan via de aarde zo word de maan geheel verlicht. (bij nieuwe maan, is de maan alleen aan de kant van de zon verlicht, en dat is net de kant dat wij vanaf de aarde niet zien. Daardoor is de maan dan voor ons niet zichtbaar.)
17.
Foto B: maanstand: volle maan
Foto C: maanstand: tussen volle maan en laatste kwartier
a. want, voor ons komt de maan ongeveer, dus niet geheel, in het oosten op en gaat ongeveer, niet geheel, in het westen onder. Ongeveer, want de zon komt ook ongeveer op in het oosten en gaat onder in het westen, als de maan en de zon in èèn lijn zouden opkomen en ondergaan dan zouden we een maansverduistering of een zonsverduistering hebben.
Deze tekening suggereert dat de maan bij elke omloop precies tussen zon en aarde doorgaat, wat een zonsverduistering zou geven, en bij elke Volle Maan precies achter de aarde staat, in de schaduw van de aarde, waarbij een maansverduistering te zien zou zijn. Dat dit niet gebeurt, komt doordat het baanvlak van de maan een kleine hoek maakt met het baanvlak van de aarde. Daardoor beweegt de maan bij Nieuwe Maan onder of boven de zon langs en wordt deze niet verduisterd. Bij Volle Maan beweegt de maan meestal boven of onder langs de aardschaduw en zien we ook niets bijzonders gebeuren. Maar af en toe staan de objecten wel precies op één lijn en zien we een zons- of een maansverduistering.
BRON: http://www.dekoepel.nl/zenit/eclipsweb/watis.html
2.4 De Zon
18.
Een tropisch jaar (de tijd die de aarde nodig heeft om in haar baan om de zon van lentepunt naar lentepunt te draaien) is niet exact 365 dagen. Het is 365 dagen, 5 uren, 48 minuten en 45,1814 seconden. Als men zich van dat verschil niets zou aantrekken en de duur van een jaar op 365 dagen zou afronden, dan zou men na vier jaar bijna een dag tekortkomen (preciezer: 23 uur en 15 minuten). Want: 5x4 = 20 uur
48×4 = 192/60 = 3,2 uur = 3 uur en 12 minuten
samen bij elkaar opgeteld wordt het dan: 23 uur en 15 minuten (ongeveer 1 dag)
We zouden dan oud- en nieuw te vroeg vieren; bijna een dag voordat de aarde werkelijk helemaal rond de zon is gegaan. Het toelaten van de afwijking zou tot gevolg hebben dat na langere tijd de seizoenen ten opzichte van het kalenderjaar gaan verschuiven.
Om dit te compenseren krijgt ieder vierde jaar (ieder jaartal dat deelbaar is door 4) er een dag bij: 29 februari, de schrikkeldag. Dit levert een gemiddelde op van 365 dagen en 6 uur per jaar. Omdat 5 uur, 48 minuten en 45,1814 seconden minder is dan 6 uur, is dit een overcorrectie, die optelt tot ongeveer drie dagen per 400 jaar.
In principe kan men dit oplossen door elke 128 jaar (dus elk 32ste schrikkeljaar) geen schrikkeljaar in te voeren. Een jaar duurt immers 365 dagen 5 uur 48 minuten en 45 seconden = 365,2421875 dagen.
365,25 × 128 = 46752 dagen.
365,2421875 × 128 = 46751 dagen.
19.
- in de winter maakt de aarde een andere baan dan in de zomer.
- Omdat de zon in de zomer niet in het oosten opkomt, maar iets noordelijker, wijst de eerste schaduw niet pal west, maar iets zuidelijker. In de winter wijst de schaduw al bij zonsopkomst wat noordelijker.
- Dit truckje kan je alleen gebruiken zolang de zon schijnt.
- De plaats waar je je bevindt heeft ook invloed en natuurlijk welk getij van het jaar.
- Als je 10 minuten later kijkt is de hoek van de wijzers anders maar het punt van de zon is dan niet veel veranderd.
20.1
a.+b.
Door de beweging van de aarde om de zon in één jaar en door de scheve stand van de aardas geldt dat op 21 juni de zon loodrecht op de Kreeftskeerkringnoordelijke keerkring staat zodat de zon in Nederland haar hoogste stand heeft.
Op 21 december staat de zon loodrecht boven de Steenbokskeerkringzuidelijke keerkring: de zon heeft dan bij ons de laagste stand. Amsterdam ligt op 52 0 noorderbreedte. Hoek x is 23,50, de hoek van de aardas. De maximale zons¬hoogte is z, de hoek die de richting van de zonne¬straal maakt met de horizon. Uit de tekening volgt voor de zomer: z = 90 0 - y en (x + y) = 52 o. Hier¬uit volgt dat z = 61,5 o.
Voor de winter: z = 90 0 - (52 0 + x) = 14,5 o.
Schaduwen van een stok op 21 juni en op 21 december.
De noordelijke keerkring is eigenlijk de Kreeftskeerkring en die staat op 23,5˚ noorderbreedte.
Simpel gezegd: Dan moet je vanuit de steenbokkeerkring dus 52+23,5= 75,5˚ 90-75,5=14,5˚
c. Klopt!
20.2
a. Geografische breedte = 90°- maximale zonshoogte + seizoenscorrectie
Dus je hebt nog alleen de maximale zonshoogte nodig en seizoenscorrectie!
(het is ook wel belangrijk dat je weet op welk halfrond je zit, noordelijk of zuidelijk)
b. Nee, niet helemaal. Stel je weet wel dat het 18:00uur is en daardoor kan je door het kijken naar de zon bepalen dat het zuiden rechts van je ligt en noorden dus links van je. En kan je ook bepalen waar het oosten en westen ligt, als je weet dat het (in het noordelijke halfrond) de zon opkomt (ongeveer) in het oosten en ondergaat (ongeveer) in het westen. Maar het probleem zit ‘m juist in de seizoenen want die veranderen voortdurend en daar moet rekening mee gehouden worden.
a. De aarde draait in 24 uur om haar as. Theoretisch is daarmee iedere tijdzone 360°/24 = 15° breed. De nulmeridiaan van Greenwich is het centrum van de UTC. Wanneer de zon 1 uur later dan in Greenwich in het zuiden staat betekent dat 60 minuten / 4 minuten per graad = 15 graden westerlengte. De indeling in tijdzones wordt ook bepaald door de geografische lengte. Een tijdzone van een uur komt overeen met een lengteverschil van 15°.
b. Afhankelijk van de lengtegraad staan zon en sterren en andere hemellichamen op een ander moment op hun hoogste punt aan de hemel. Dit verschil in zonnetijd of sterrentijd tussen twee plaatsen kan worden berekend: er zijn 360 lengtegraden, een dag duurt ongeveer 24 uur of 1440 minuten, dus één graad verschil is 1440 minuten / 360 graden = 4 minuten
Op 40 graden noorderbreedte:1440/40= 36 minuten
2.5 De Sterrenhemel
22.1
a. De breedtebepaling kan gedaan worden aan de hand van de positie en de beweging van de sterren aan de hemel. De breedte kan op het noordelijk halfrond onder meer worden bepaald aan de hand van de hoogte van de Poolster. In het ideale geval staat de Poolster op de Noordpool in het zenit (op 90°, recht boven de waarnemer) en aan de evenaar aan de horizon (op 0°)
b. Wat verandert er, onder andere:
- breedtegraad
- de sterrenhemel gaat er anders uitzien, waarbij de poolster in het zuidelijke halfrond niet te zien is. (als alternatief wordt het Zuiderkruis gebruikt)
- stand van de zon (overdag)
Wat verandert er niet, onder andere:
- lengtegraad
c. Wat verandert er, onder andere:
- lengtegraad
- de hoeveelheid sterrenbeelden
- soorten sterrenbeelden
Wat verandert er niet, onder andere:
- breedtegraad
a. Dus op welke hoek je de Poolster ziet is gelijk aan de breedte graad.
b. Waar op het noordelijk halfrond de Poolster als oriëntatiepunt kan worden gebruikt, is deze niet te zien op het zuidelijk halfrond. Doordat de poolster echter achter de evenaar is verdwenen. Hier zijn echter enkele sterrenbeelden te zien die juist in het noorden niet of nauwelijks te zien zijn, bv. het Zuiderkruis.
22.3
a. In Nederland en België zijn de volgende sterren en sterrenbeelden circumpolair:
• Cassiopeia
• Cepheus
• Giraffe
• Kleine Beer met de Poolster
De sterren moeten op de breedte van Benelux niet ondergaan en dus een kring beschrijven gedurende hun 'omloop' om de Poolster. Dan pas zijn ze circumpolair in Nederland. Ook moet de sterrenbeeld zich op een positie van 52˚ tot 90˚ (de Poolster) bevinden.
b. Ja, alleen is het dan van -90˚ tot 0˚
Als je exact op de evenaar staat gaan de sterren precies over (en langs) je heen van oost naar west en zijn in feite alle sterrenbeelden circumpolair. (Om beide polen die precies op de horizon liggen, als je zaken als lichtbreking door de atmosfeer even niet meerekent.)
Wat voor het noordelijk halfrond geldt voor de noordpool, geldt voor het zuidelijk halfrond voor de zuidpool. Op het zuidelijk halfrond zijn de circumpolaire sterren gegroepeerd rondom de zuidpool. En als je op het noordelijk halfrond naar het zuiden wil kijken om daar het beste zicht op de seizoens- sterrenbeelden te hebben, moet je daarvoor op het zuidelijk halfrond naar het noorden kijken.
Het leven van John Harrison
John Harrison (24 maart 1693 - 24 maart 1776) is de uitvinder van de chronometer, het eerste instrument dat altijd de juiste tijd aangaf (ook op zee).
John Harrison werd vermoedelijk geboren in of bij Foulby bij Wakefield, (Yorkshire). Bekend is dat hij gedoopt werd op 31 maart 1693 in Foulby. Rond 1700, verhuisde het familie Harrison naar North Lincolnshire. Daar volgde John zijn vader op als een timmerman. John bouwde en repareerde klokken in zijn vrije tijd. Volgens een legende was John al vanaf zijn geboorte al geïnteresseerd in klokken.
In het begin van de 18e eeuw was er grote behoefte aan methode waarmee, ook op volle zee, de juiste lengtegraad bepaald zou kunnen worden (de breedtegraad kon al bepaald worden met bijv. een sextant). Het Engelse parlement had een beloning uitgeloofd van 20.000 pond aan diegene die als eerste een betrouwbare methode zou vinden.
Toen Harrison 21 was, hoorde hij van deze beloning. Harrison, die vanaf zijn kindertijd al gefascineerd was door klokken, beredeneerde dat de juiste lengtegraad afgeleid kon worden van het tijdsverschil tussen de lokale tijd en de standaardtijd in Greenwich. Hij trachtte daarom een klok te maken, die onafhankelijk van omgevingscondities (o.a. temperatuur, luchtvochtigheid en slingerbewegingen van het schip), altijd de goede tijd aan zou geven. Na drie voor die tijd al zeer accurate klokken, die echter te groot, te duur of te zwaar waren, voldeed zijn vierde klok aan de eisen. Hij kreeg het prijzengeld tenslotte in 1773, drie jaar voor zijn dood. In 1749 kreeg hij al de Copley Medal.
De uitvindingen van John Harrison zijn vandaag de dag nog steeds van groot belang. Hij wordt ook wel de vader van de moderne navigatie genoemd.
3 Plaatsbepaling en navigatie met gps
3.2 plaatsbepaling met behulp van navigatiesatellieten en gps
26.
Radiogolven verplaatsen zich in vacuüm met de snelheid van het licht: 3x108 m/s
het signaal van een satelliet doet er dit keer 0,67 seconden voor om mijn gps-ontvanger te bereiken.
Antwoord: 3x108 m/s dus ( 3x108 ) x 0,67 = 2,01x108 meter boven mij.
27.
a. na ongeveer 19 milliseconden en dat is 0,019 seconden
b. na 0,019 seconden bereikt het geluid de rechtermicrofoon met een snelheid van 340 m/s.
28.1
a. met een rechte lijn van Loosdrecht naar Holandsche Rading, is de afstand: ongeveer 4 km, dus 4000 meter
m.b.v. de routeplanner van Google Earth zelf is de afstand: 5,1 km, dus 5100 meter.
b. Zie figuur 2
De paddenstoel moet zich binnen de rode cirkel (die overigens een straal van 3 km heeft vanaf het punt: Hollandsche Rading) bevinden. De blauwe cirkel geeft de afwijking aan, want daar kan de paddenstoel ook zitten als je geen straal vanaf het punt Hollandsche Rading maakt maar vanaf het dorpje.
Figuur 2
c. De paddenstoel bevindt zich 2,4 km van Loosdrecht vandaan. De rode cirkel heeft een straal van 2,4 km van het punt Loosdrecht vandaan. Binnen dit cirkel zit de paddenstoel.
Figuur 3
d. de twee mogelijkheden waar de paddenstoel kan staan, zijn de twee snijpunten van de blauwe met de rode cirkel. Maar dan weet je nog niet waar dat paddenstoel zich bevindt, daarom heb je nog een richtingsaanduiding nodig (die kruist een van de twee snijpunten), Dus dan heb je minimaal 3 richtingsaanduidingen nodig!
Het moet dus ergens in op de Kanaaldijk liggen, want op dat punt kruisen alle cirkels.
a. Met de ontvangst van minimaal vier van deze satellieten kan een gps-ontvanger zijn positie op aarde bij benadering (op ca. 10 m nauwkeurig) bepalen.
b. Een GPS ontvanger weet initieel de tijd niet nauwkeurig genoeg (atoomklok-nauwkeurigheid) om de tijd te gebruiken. Twee satellieten samen leveren slechts een enkele verschiltijd tussen die twee satellieten. De GPS ontvanger moet zich dan op een Hyperboloide (kwadratisch oppervlak) bevinden. Nog een satelliet (de derde) levert dan de doorsnede op van twee hyperboloiden. Samen met het gegeven dat men zich op het aardoppervlak bevindt levert dit dan een redelijke positie bepaling op in 2D. Maar in de ruimte is het nog steeds een kromme waarop de GPS ontvanger zich bevindt. Een vierde ontvanger is nodig om een punt te kunnen bepalen. Pas nadat de satelliet zijn positie heeft bepaald kan de GPS ontvanger zijn klok goed zetten. Daarna zouden de denkbeeldige bollen rondom satellieten voor positie bepaling gebruikt kunnen worden, maar dan is de positie dus al bepaald. (Bij een GPS ontvanger die de tijd helemaal niet weet, levert het signaal van twee satellieten 1 verschiltijd op, drie satellieten leveren 2 onafhankelijke verschiltijden op, vier satellieten leveren 3 onafhankelijke verschiltijden op.
3.3 Europa’s navigatiesysteem Galileo
29.
Nee, de tekening is totaal niet op schaal, want in de tekening is de afstand van de aarde tot één van de banen van de navigatiesatellieten:4 cm alle andere banen (van de navigatiesatellieten) blijken ook 4 cm te zijn. En de straal van de aarde is op de tekening maar 1,5 cm (diameter is dus 3 cm) Dat klopt allemaal niet!de banen om de aarde zijn te klein getekend, dus die moeten groter of de aarde moet kleiner.
3.4 Eindopdrachten
30. Eindopdracht
Waarom blijven satellieten in hun baan?
a)
• Als de massa van de emmer toeneemt, dan zal de middelpuntzoekende kracht groter moeten worden om het water in de emmer te houden. Als er 1 druppel in de emmer zit, dan heb je weinig kracht nodig om die daar in de emmer te laten. Als de masse toeneemt, dan moet de middelpuntzoekende kracht dus ook wel groter moeten worden.
• Als de snelheid van het voorwerp groter wordt, dan zal de middelpuntzoekende kracht groter worden.
• Als de straal van de cirkelbeweging groter wordt, dan zal de middelpuntzoekende kracht gelijk blijven. De verhoudingen van de emmer op zijn kop of de emmer normaal zijn hetzelfde. De kracht zal dus niet veranderen.
c) Je neemt de standaard formule . Volgens de tekst die boven staat is r= 1,4 m. Dit is de armlengte+hengsel. Doordat er bij 30c staat dat mxg ook wel gelijk is aan Fmpz, is dus de middelpuntzoekende kracht de massa van het water in kg X de zwaartekracht in m/s2.
d) mxv2 = FmpzX1,4
v2 = FmpzX1,4 / m
V = √(FmpzX1,4 / m)
e) Dit hebben wij niet uit kunnen voeren.
f) De grafitiekracht kan ook groot worden als de onderlinge afstand(r12) kleiner wordt. Dan hoef je m1xm2 niet kleiner te maken door de onderlinge afstand. Als de afstand onder 1 is, dan wordt dit juist groter.
g)
• Gravitieconstante G= 6,6726x10-11 Nm2kg-2.
• Massa van de aarde (m1)= 5,976x1024 kg.
• Straal van de aarde (r12)= 6,378x106 m.
h)Uit opdracht 30g weet je dat G= 6,6726x10-11 Nm2kg-2 , m1= 5,976x1024 kg en r12= 6,378x106 m. Uit de gegevens bij 30h kan je afleiden dat m2=1. Hieruit kan je uitrekenen wat de gravitatiekracht is:
M1xm2= 5,976x1024X1= 5,976x1024.
M1xm2 / r122 = 5,976x1024 / (6,378x106 ) 2 = 2,430970108x1038.
Fg= 6,6726x10-11 X 2,430970108x1038 = 1,622089114x1028 .
M1xm2 / r122 = 5,976x1026 / 400.000.000 = 1,494x1018.
Fg = 6,6726x10-11 X 1,494x1018 = 99.688.644.
j) zoals je al uit 30d kon afleiden, is V = √(FmpzX1,4 / m). In dit geval is de straal niet 1,4 maar 20.000. M is hierin 100. Je hebt net bij 30i uitgerekend dat Fmpz= 99.688.644
V = √(99.688.644X20.000 / 100)= 141201,0227 m/s.
k) Als je de massa wat verandert, dat deze bijvoorbeeld 500 wordt, dan wordt de v=63147,01703 m/s. Met 400 kg extra gewicht is de uitkomst niet zoveel minder geworden.
l) V = √(99.688.644X23616 / 100)= 153435,557 m/x moeten de Galileosatellieten hebben om in die baan te kunnen blijven.
m) 23 616 km (zie vraag l)
BIJLAGE
Route 1
Route 2
Route 3
Route 4
Samenvatting presentatie, eindopdracht 14:
Magnetisch kompas bij vogels
De sterkte en richting van het magnetische veld van de aarde, wordt op de een of andere manier waargenomen door trekvogels.Vogels oriënteren zich met behulp van een magnetisch veld. De zwaluw op de foto ziet een beeld, via impulsen van receptoren in het oog en de pijnappelklier worden deze vertaald in een richting en sterkte van het magnetische veld. Daardoor 'zien' ze als het ware het veld wat voor het blote oog verborgen is.
Het ontvangen van het magnetische veld is afhankelijk van licht. Een fotoreceptor als basis voor een magnetisch kompas, dat is de theorie die het zonnekompas verbindt met het magnetische kompas. Het magnetische veld beïnvloedt de trillingen van radicaalparen in de receptoren en stuurt impulsen naar de hersenen van de vogel. Deze effecten worden vertaald naar zichtbare informatie die zou kunnen worden voorgesteld als het rechter plaatje.
Hoe kan het geomagnetisch veld worden ontvangen?
Als je het mechanisme van magnetoreceptie wilt begrijpen, verbaas je je onmiddellijk over het feit dat het geomagnetisch veld erg zwak is (ca. 0.5 Gauss). Hoe kunnen dieren dan zo'n zwak veld kan waarnemen? Voor zover het überhaupt mogelijk is dat dieren via hun magnetoreceptoren het veld waarnemen, dan zijn er slechts een drietal manieren te bedenken over hoe dit systeem dan zou moeten werken:
Mechanische receptie: dit is het principe achter de kompasnaald. Een magnetisch veld levert een trilling op op een ferromagnetisch materiaal. Alleen ferromagneten (ijzermagneten) zijn in staat om een reactie te produceren op een veld zo zwak als 0.5 Gauss dat kan worden gemeten op temperatuurbewegingen. In dieren, is de toepassing van kleine magnetische deeltjes (bijv. magnetiet) als magnetoreceptoren gesuggereerd.
Elektrische Inductie: Beweging in een magnetisch veld zal resulteren in een geïnduceerd elektrisch veld. Bepaalde vissoorten beschikken over een speciaal zintuigorgaan wat magnetische velden op deze manier heel scherp kan waarnemen. Zo'n orgaan is echter niet in elk dier te vinden dat magnetoreceptoren bezit.
Chemische Receptie: Chemische reacties tussen stoffen met een verschillende lading, kunnen worden beïnvloed door de spanning die een magnetisch veld oproept. Bepaalde stoffen kunnen daardoor positief worden beïnvloed door het magnetisch veld en zodoende een signaalfunctie krijgen.
Richtingsvermogen bij vogels
Zoals je hebt kunnen zien is soms het richtingsvermogen aangeleerd en soms al bij de geboorte aanwezig. Een goed voorbeeld van dit laatste is de koekoek. Hij wordt niet door zijn echte ouders opgevoed, dus weet hij niet welke kant hij op moet vliegen om naar zijn overwinteringgebied te vliegen. Bij de koekoek is dus duidelijk dat hij zijn richtingsvermogen heeft vanaf zijn geboorte.
Een eigen tijd- en richtingprogramma
De opvallend nauwkeurige navigatie bij vogels blijkt een tijd- en richtingsprogramma te hebben die endogeen (betekent dat de dieren dit al hebben vanaf hun geboorte) zijn. Dit weten ze door onder andere proeven in cirkelvormige ruimten zonder oriëntatiepunten, waarin de voorkeursrichting van een vliegende vogel wordt vastgelegd. De gemiddelde voorkeursrichting lijkt op die van de trekrichting in de natuur.
In het daaropvolgende voorjaar kruisten de onderzoekers Duitse broedende zwartkoppen en Oostenrijkse broedende zwartkoppen en lieten de jongen het eerstvolgende najaar naar hun overwinteringgebied vliegen. Ze bleken in de vroege herfst een gemiddelde zuidelijke koers te kiezen en in de late herfst een meer zuidwestelijke koers. Deze resultaten liggen tussen die van de oorspronkelijke broedende zwartkoppen in.
Uit dit onderzoek blijkt dus dat het tijd- en richtingsprogramma aangeboren is. Ook exogene factoren(factoren buiten het dier) zoals een gebergte ook kunnen leiden tot koersaanpassingen. Ook ecologische factoren (bijvoorbeeld het voedselaanbod) spelen een rol hierin.
Trekrichting en koerscorrecties
Nu je weet dat trekvogels een endogeen tijd- en richtingsprogramma hebben, vraagt men zichzelf af of deze trekvogels ook het vermogen hebben om koerscorrecties te maken. Dit is handig voor als de vogel uit koers geraakt is. Het antwoord hierop kan men uitleiden uit de resultaten van een onderzoek uit de jaren vijftig.
In de Haagse duinen werden meer dan 11 000 spreeuwen gevangen die van de Baltische landen naar Zuid-Engeland, het overwinteringgebied van deze spreeuwen gingen. Toen ze gevangen waren werden ze geringd en loodrecht op hun normale trekrichting naar Zwitserland gebracht en daar losgelaten. In dit experiment werden 11.000 spreeuwen gevangen die op weg waren van hun broedgebied naar hun overwinteringgebied. Ze werden gevangen in de Haagse duinen. Daarna werden ze in Zwitserland eruit gelaten bij de losplaats. De jongere vogels maakte een nieuw overwinteringgebied en de ouderen paste een koerscorrectie toe en kwamen toch bij hun overwinteringgebied aan.
Uit de resultaten kwam dus dat de jongen naar het zuidwesten vlogen en in Spanje aankwamen, terwijl de ouderen wel in Zuid-Engeland aankwamen. Alleen de vogels die al eerder in de overwinteringgebieden waren geweest konden vanuit een voor hun onbekende plaats een koerscorrectie toepassen en toch in Zuid-Engeland aankomen.
REACTIES
:name
:name
:comment
1 seconde geleden
P.
P.
Hartstikke bedankt!!
12 jaar geleden
AntwoordenI.
I.
GEWELDIG <3
9 jaar geleden
Antwoorden