Jørgen Kolderup
Masse Massetettleik I serien Alt heng saman med alt møter elevane 10 utvalde emne som er heilt sentrale for å forstå basistekstar i naturfaget.
krefter Energi
Serien er ein uavhengig tilleggskomponent til læreverket Trigger, og kan brukast av elevar på ungdomstrinnet, i vidaregåande skule eller iv aksenopplæringa. Tekstane er forenkla, og dei vanskelegaste teoretiske samanhengane er tekne ut.
2
I serien finst det tre hefte, og alle har arbeidsoppgåver og fasit: hefte
tittel
tematisk innhald
1
Alt heng saman med alt 1
• Atom • Molekyl • Kjemiske sambindingar
2
Alt heng saman med alt 2
• Masse • Massetettleik • Krefter • Energi
3
Alt heng saman med alt 3
• Temperatur • Elektromagnetisk stråling • Celler
nynorsk
Nettstaden www.althengsamanmedalt.cdu.no er utvikla med utgangspunkt i dei same emna som i hefta.
ISBN 978-82-02-34399-6
9 788202 343996 www.cdu.no
104335 GROMS Trigger 2 Omslag Nynorsk 140101.indd 1
26.03.14 09:53
Jørgen Kolderup
TRIGGER 2 Alt heng saman med alt
Masse • Massetettleik • KREFTER • Energi
Nynorsk
INNHALD 1 Masse ...........................................................................................
3
Kva er masse? ...................................................................................... Tyngdekraft og tiltrekkingskraft ........................................................ Kva er volum? ...................................................................................... Volumeiningar ..................................................................................... Korleis måler vi volum? ....................................................................... Oppgåver............................................................................................
4
2 Massetettleik ........................................................................
17
Kva er massetettleik? .......................................................................... Kva skal til for at noko kan flyte?........................................................ Korleis bereknar vi massetettleik? ...................................................... Oppgåver............................................................................................
18
21
3 Krefter.......................................................................................
27
Kva kan krefter gjere? ......................................................................... Kva er tyngdekraft? ............................................................................. Krefter kan målast med ein kraftmålar ............................................. Krefter kan visast ved hjelp av kraftpiler ........................................... Krefter kan oppheve kvarandre.......................................................... Newtons tre lover ............................................................................... Oppgåver............................................................................................
28
30
4 Energi ..........................................................................................
45
4 6 6 8 9
18 19
28 30 31 32 36
Kva kan energi gjere? .......................................................................... Energi kan verken brukast opp eller lagast ....................................... To hovudtypar energi .......................................................................... Korleis kan vi måle energi?.................................................................. Oppgåver............................................................................................
53
Fasit ..................................................................................................
60
46 46 47 50
1
Desse to skulpturane ser heilt like ut. Men om vi seier at den eine er laga av isopor og den andre av marmor, ser du annleis på dei då?
MASSE Det er umogleg å sjå forskjell på ei plastkule og ei jernkule som har same form, storleik og farge. For å kunne skilje kulene frå kvarandre må vi løfte dei opp eller ta på dei. Då finn vi raskt ut at jernkula er tyngst. Det er fordi plast og jern har ulik massetettleik. Det vil seie at dei ikkje veg det same, sjølv om dei er like store. For å kunne forstå kva massetettleik er, må vi forstå dei to omgrepa masse og volum. Det er nemleg massen og volumet som avgjer massetettleiken. Vi ser nærare på dei viktigaste eigenskapane ved masse og volum.
MASSE
4
KVA ER MASSE? Massen til ein gjenstand er atominnhaldet eller mengda stoff som gjenstanden består av. Ein gjenstand har same masse same kvar han er, fordi han alltid består av dei same atoma. Kroppen din har til dømes same masse anten du er på jorda eller i verdsrommet. Vi måler masse i kilogram, og bruker måleininga kg. Sjølv om vi vanlegvis bruker kg som eit mål for både masse og vekt, er ikkje masse og vekt det same. Vekta varierer etter som kvar vi er, mens massen er konstant. Vi kjem tilbake til forskjellen mellom masse og vekt seinare i heftet, men slår fast at det er masse og ikkje vekt som blir målt i kg. Stor masse gir stor tregleik
Ein sumobrytar med stor masse har større tregleik enn ein liten og lett sumobrytar. Det må derfor større krefter til for å flytte på den store sumobrytaren enn den vesle.
Om nokon trillar ein ball sakte mot deg, klarer du lett å stoppe han. Kjem det eit tog mot deg i same fart, klarer du ikkje å stoppe det. Toget har større masse enn ballen, og masse har ein motstand mot å endre fart. Dette blir kalla tregleik. Tregleiken gjer at ein må bruke krefter for å endre bevegelsen. Dess større masse, dess større tregleik, og dess meir krefter trengst det for å endre bevegelsen!
TYNGDEKRAFT OG TILTREKKINGSKRAFT Tyngdekrafta er den krafta som trekkjer alt ned mot jordsentrum. Når vi til dømes slepper ein stein, er det tyngdekrafta som gjer at han fell mot bakken. Tyngdekrafta verkar mellom alle massar, sjølv over store avstandar, og er tiltrekkjande. Det vil seie at alle gjenstandar har ei tiltrekkjande kraft på kvarandre.
5 MASSE
Menneska blir trekte mot jordkloden, og jordkloden blir trekt mot menneska. Kven vinn denne dragkampen?
Jordkloden har stor masse. Han har derfor stor tiltrekkingskraft og trekkjer mindre ting som menneske og steinar mot seg. Men ein liten stein har også ei tiltrekkingskraft på jordkloden! Kvifor blir ikkje då jordkloden trekt mot den vesle steinen? Sidan jordkloden har stor masse, har han også stor tregleik. Det tek altså lengre tid å setje jordkloden i bevegelse enn å setje ein liten stein i bevegelse. Resultatet er derfor ikkje overraskande: Det er den vesle steinen som blir trekt mot jordkloden.
ORDFORKLARING Tiltrekkingskraft er evna til å trekkje noko til seg.
MASSE
6
KVA ER VOLUM?
10 cm = 1 dm
10 cm = 1 dm 10 cm = 1 dm
1 cm
1 cm 1 cm
Volumet fortel kor stor ein gjenstand er. Figuren over er ein kube som består av små kubar med sidekant lik 1 cm. Kvar sidekant i den store kuben består av 10 små kubar og har derfor sidekant lik 10 cm. Volumet av den store kuben finn vi ved å multiplisere lengda, breidda og høgda til kuben: V = 10 cm · 10 cm · 10 cm = 1000 cm3 Sidan 10 cm = 1 dm, kan ein også rekne ut volumet slik: V = 1 dm · 1 dm · 1 dm = 1 dm3 Sidan vi snakkar om den same kuben, må voluma 1 dm3 og 1000 cm3 vere like store.
VOLUMEININGAR Gonge eller dele med 1000? Vi gjer om mellom volumeiningar ved å gonge/dele med 1000 mellom kvar eining.
ORDFORKLARING Ein kube er ein romfigur som er forma som ein terning med seks kvadratiske sider, dvs. at alle sidene er like lange.
7
0 · 10 0
0 · 10 0
km3
0 · 10 0
m3
0 · 10 0
dm3
MASSE
0 · 10 0
0 · 10 0
cm3
mm3
:1 : : : : : 0 00 1 0 00 1 0 00 1 0 00 1 0 00 1 0 00
1 m3 = 1 ∙ 1000 dm3 = 1000 dm3 2 dm3 = 2 ∙ 1000 cm3 = 2000 cm3 3 cm3 = 3 ∙ 1000 mm3 = 3000 mm3 5 dm3 =
5 m3 = 0,005 m3 1000
Frå m3 til cm3
Eininga dm3 ligg mellom m3 og cm3. Når vi skal rekne om frå m3 til cm3, må vi derfor gjere prosessen med å gonge eller dele med 1000 to gonger. 1 m3 = 1 ∙ 1000 dm3 = 1000 dm3 = 1000 ∙ 1000 cm3 = 1 000 000 cm3, altså ein million cm3 2 cm3 = 2 : 1000 dm3 = 0,002 dm3 = 0,002 : 1000 m3 = 0,000 002 m3 1 liter = 1 kubikkdesimeter
Ein liter, 1 L, er volumet av ein kube med sidekant lik 1 desimeter, 1 dm. Volumet til ein slik kube er: V = 1 dm ∙ 1 dm ∙ 1 dm = 1 dm3 Det betyr at 1 liter = 1 kubikkdesimeter. Kor mange liter er det då i 1 kubikkmeter, m3? Sidan 1 m3 = 1 m ∙ 1 m ∙ 1 m = 10 dm ∙ 10 dm ∙ 10 dm = 1000 dm3, er det altså 1000 liter i 1 m3. Det finst mange måleiningar for volum. I matoppskrifter blir væskemengder ofte oppgitt i desiliter. Flytande medisinar skal ein helst ta med skei som måler centiliter. I tabellen på neste side ser du samanhengen mellom nokre av måleiningane.
MASSE
8
Samanheng mellom måleiningar 1L
1 dm3
1000 cm3
1 dL
0,1 L
0,1 dm3
100 cm3
1 cL
0,01 L
0,01 dm3
10 cm3
1 mL
0,001 L
0,001 dm3
1 cm3
KORLEIS MÅLER VI VOLUM? Når vi skal måle volumet av ei væske, bruker vi ein målesylinder. Vi heller væska i målesylinderen og les av kor høgt væskeoverflata kjem opp på skalaen på målesylinderen. Målesylinderen blir også brukt til å måle volumet av faste stoff, men berre om stoffa får plass i målesylinderen. Om vi til dømes skal måle volumet til ein stein, må vi først fylle målesylinderen opp til eit bestemt nivå med vatn, og lese av volumet. Deretter legg vi steinen oppi målesylinderen, og vi kan lese av kor mykje volumet auka då steinen kom oppi. Denne auken i volum svarer til volumet til steinen.
Om ein stor hund går opp i ein badestamp som er full av vatn, kva vil skje med vatnet i stampen då?
Eit litermål finst på dei fleste kjøkken. Det er ein type målesylinder.
ORDFORKLARING Faste stoff er stoff som har ei fast form, i motsetning til væsker og gassar. Stein og salt- og sukkerkorn er døme på faste stoff.
9
1.1
Ordne gjenstandane i ramma under etter aukande masse/vekt. Begynn med det som har lågast masse/vekt.
eit oksygenmolekyl
ein liter vatn ein liter fjører ein liter luft
eit oksygenatom
eit nyfødd barn
1.2
1
4
2
5
3
6
Ein av dei viktigaste eigenskapane til masse er tregleik. Kva meiner vi med tregleik i naturfaget? Set kryss ved riktig svar i tabellen under.
Tregleik betyr a
at ein masse er seig og mogleg å forme.
b
at ein gjenstand bevegar seg i låg fart.
c
at det må krefter til for å endre bevegelsen til ein gjenstand.
Svar
OPPGÅVER • MASSE
OPPGÅVER
OPPGÅVER • MASSE
10
1.3
Kva måleining bruker vi for masse? Set kryss ved riktig svar i tabellen under. Måleining
1.4
a
kilogram, kg
b
kilo, k
c
newton, N
d
liter, L
e
kubikkmeter, m3
Kva påstand om tyngdekrafta i tabellen under er sann? Set kryss ved riktig påstand. Påstand
1.5
Svar
a
Tyngdekrafta verkar frå jorda til alt som er på jorda.
b
Tyngdekrafta verkar frå jorda ut i verdsrommet.
c
Tyngdekrafta verkar mellom alle gjenstandar med masse.
d
Tyngdekrafta verkar alltid nedover.
e
Tyngdekrafta verkar ikkje på gassar.
Svar
Set strek under riktig ord der det er fleire ord å velje mellom. Tyngdekrafta er ei svak tiltrekkjande / fråstøytande / elektrisk / magnetisk kraft som verkar mellom alle massar / mot jorda / frå jorda.
11
Kvifor fell lauvblada ned til jorda om hausten, i staden for at jorda blir trekt opp til lauvblada? Set kryss ved riktig påstand i tabellen under. Påstand
1.7
Svar
a
Jorda har større tregleik enn lauvblada. Ho rekk derfor ikkje å bevege seg før lauvblada har falle ned.
b
Lauvblada har mindre luftmotstand enn jorda og bevegar seg derfor raskare.
Kva gjenstandar i tabellen under blir brukte til å måle masse? Set kryss ved riktig svar. Gjenstand som måler masse
Svar
Gjenstand som måler masse
a
d
b
e
c
f
Svar
OPPGÅVER • MASSE
1.6
OPPGÅVER • MASSE
12
1.8
Eit metallodd med masse 10 kg blir frakta til månen. Kva masse har loddet på månen? Set kryss ved riktig påstand i tabellen under. Påstand
1.9
Svar
a
Massen til loddet er høgare på månen, fordi det er sterkare tyngdekraft der.
b
Massen til loddet er lågare på månen, fordi det er svakare tyngdekraft der.
c
Massen til loddet er den same på månen, fordi loddet består av dei same atoma. Massen blir ikkje påverka av tyngdekrafta, og er derfor alltid den same.
d
Det er umogleg å svare på utan å vege loddet på månen.
Sjå på figuren under.
2 kg
Kva kan du seie om massen til fisken? Set kryss ved riktig påstand i tabellen under. Påstand a
Fisken har ein masse på 2 kg.
b
Fisken har ein masse på meir enn 2 kg.
c
Fisken har ein masse på mindre enn 2 kg.
d
Vi kan ikkje seie noko om massen til fisken.
Svar
13 OPPGÅVER • MASSE
1.10 Sjå på figuren under.
2 kg
Kva kan du seie om massen til fisken? Set kryss ved riktig påstand i tabellen under. Påstand
1.11
Svar
a
Fisken har ein masse på 2 kg.
b
Fisken har ein masse på meir enn 2 kg.
c
Fisken har ein masse på mindre enn 2 kg.
d
Vi kan ikkje seie noko om massen til fisken.
Volum eller masse? Set kryss i tabellen under. Gjeld det volum eller masse? a
Beskriv kor stor plass noko tek
b
Beskriv kor stort stoffinnhaldet er
c
Er konstant, uansett stad
d
Kan endrast, til dømes om temperaturen blir endra
e
Kan målast i gram
f
Kan målast i liter, kubikkcentimeter eller kubikkmeter
g
Må kjenne for å finne massetettleik
Volum
Masse
OPPGÅVER • MASSE
14
1.12
Kva volum har væska i målesylinderen? Set kryss ved riktig svar i tabellen under.
Væskevolum
1.13
Svar
a
meir enn 70 mL
b
70 mL
c
69 mL
d
mellom 68 mL og 69 mL
e
68 mL
f
mindre enn 68 mL
Eit akvarium er 60 cm langt, 30 cm breitt og 40 cm høgt. Kva reknestykke i tabellen under finn volumet av akvariet? Set kryss ved riktig reknestykke.
40 cm
30 cm 60 cm
Reknestykke a
60 cm · 30 cm · 40 cm = 72 000 cm3
b
60 cm + 30 cm + 40 cm = 130 cm
c
60 cm + 30 cm + 40 cm = 130 cm3
d
60 cm · 30 cm = 1800 cm2
Svar
15
Volumet til eit akvarium er 120 000 cm3. Kor mange liter rommar akvariet? Set kryss ved riktig svar i tabellen under. Tal på liter
1.15
a
1,2 L
b
120 L
c
120 000 L
d
12 000 L
e
1200 L
Svar
I ein terning er alle sider like lange. Kva terningar i tabellen under har volum lik 1 L? Set kryss ved dei riktige terningane. Terning
Svar
Terning d
a
10 cm
1 cm
10
1c
b
cm
10 cm
m
1 cm
e 10 dm
1 dm
10
1d
c
dm
10 dm
m
1 dm
f 0,1 m
1m
0,1 m
1m
0,
1m
1m
Svar
OPPGÅVER • MASSE
1.14
OPPGÅVER • MASSE
16
1.16
Korleis måler du volumet til ein stein med vatn og eit litermål? Set kryss ved riktig svar i tabellen under. Påstand a
Legg steinen i litermålet. Les av volumet til steinen på måleskalaen på litermålet. Bruk det høgaste punktet på steinen.
b
Hell vatn i litermålet til det har omtrent same vekt som steinen. Les av volumet til steinen på måleskalaen på litermålet.
c
Legg steinen i litermålet. Fyll litermålet til det viser nøyaktig ein liter. Ta ut steinen. Les av kor mykje vatn som er igjen, på måleskalaen på litermålet. Forskjellen mellom dei to voluma er volumet til steinen.
d
Legg steinen i litermålet og fyll opp vatn til det akkurat dekkjer steinen. Les av volumet til steinen på måleskalaen på litermålet.
Svar