Scherpe snavels

Leeftijd: 9-12 jaar

Duur activiteit (exclusief uitleg): 30 minuten

Introductie

Wanneer een ijsvogel het water in duikt, zie je geen enkele rimpeling.

Heb jij ooit een ijsvogel vis zien vangen?

Ijsvogels duiken met enorme snelheid het water in om voedsel te vangen; anders zijn de vissen hen te snel af. Hun geheim? De spitse snavelvorm!

Voorbereiding activiteit

Verzamel een aantal voorwerpen met verschillende vormen (bijvoorbeeld scherp, vierkant of rond) en afmetingen. Voeg in ieder geval een voorwerp toe met een lange en conische vorm, vergelijkbaar met de vorm van de snavel van de ijsvogel.

Zet ook een grote emmer met water klaar (5-10 liter).

Deze activiteit laat zien wat er gebeurt als je voorwerpen met verschillende vormen in een emmer water laat vallen.

1. Voorspel met elkaar: welke vorm zal de grootste plons veroorzaken? En welke de kleinste?
2. Spreek met elkaar de hoogte af waarop je de voorwerpen laat vallen. Mik hierbij op ongeveer 20 cm, en zorg dat je dit goed opmeet.
3. Laat de voorwerpen één voor één in het water vallen. Maak hierbij foto's of (slow motion) video's om het effect van de verschillende voorwerpen met elkaar te vergelijken.
4. Bespreek de verschillen met elkaar. Wat viel je op? Welke vorm had de grootste/kleinste plons? Hoe zou dit komen?

De onderstaande afbeelding toont de weerstandscoëfficiënten van verschillende vormen. De cijfers laten zien hoe gemakkelijk een voorwerp een nieuw medium kan betreden; bijvoorbeeld hoe gemakkelijk een voorwerp vanuit lucht water kan betreden. Hoe kleiner het getal, hoe gemakkelijker het voorwerp een nieuw medium betreedt.

Wetenschappers hebben de plons en het geluid van de duik van alle 114 soorten ijsvogels bestudeerd. De Europese blauwe ijsvogel was de 6e beste duiker op deze lijst!

De omtrek van de snavel van de ijsvogel is klein bij de punt, en wordt naar de kop toe steeds groter. De geleidelijk groter wordende omtrek van de snavel zorgt ervoor dat water langzaam uit elkaar gaat wanneer de ijsvogel het water in duikt. Hierdoor botsen de watermoleculen niet te hard tegen elkaar aan, wat geluid en spatten veroorzaakt, en kunnen de ijsvogels snel en geluidloos hun prooi vangen.

De Japanse Shinkansen trein zorgde in eerste instantie voor herrie, energieverlies en tegendruk bij het in- en uitgaan van tunnels. Eiji Nakatsu, de hoofdingenieur van de trein, was vogelaar en gefascineerd door de snelle duik van de ijsvogel. Hoe kon de ijsvogel met zo'n snelheid het water induiken, zonder dat er een rimpeling in het water te zien was? Voor het herontwerp van de nieuwe Shinkansen werd de snavelvorm van de ijsvogel als voorbeeld genomen. Hierdoor is het geluidsoverlast sterk verminderd, rijdt de hogesnelheidstrein 10% sneller én met 15% minder energie.

• Nederlands: Kerndoel 2, Kerndoel 3, Kerndoel 4, Kerndoel 12
• Rekenen/Wiskunde: Kerndoel 23, Kerndoel 24, Kerndoel 33
• Oriëntatie op jezelf en de wereld: Kerndoel 41, Kerndoel 42
• Bewegingsonderwijs: Kerndoel 57, Kerndoel 58

• Lees hier meer over de ijsvogel.
• Bekijk deze video over de ijsvogel.
• Lees hier meer over hoe de snavelvorm van de ijsvogel de neus van de Shinkansen-trein heeft gestroomlijnd.