Issuu on Google+

B

Eureka! 10

Eureka • Grunnbok • Lærerens bok • Arbeidshefte • Nettstedet www.gyldendal.no/eureka I grunnboka er hvert kapittel bygget opp av oppslag. Et oppslag er et avgrenset tema over to sider. Hvert kapittel avsluttes med oppgaver og aktiviteter. Grunnboka legger til rette for differensiering og variert undervisning. Lærerens bok følger grunnboka fra side til side. I Lærerens bok er det prøver, kapittelsammendrag og dessuten fagartikler og konkrete innspill til oppslagene i grunnboka. Det er veiledninger til aktivitetene og løsningsforslag til oppgavene som er gitt i grunnboka. Arbeidsheftet er et selvinstruerende engangshefte. Det inneholder engasjerende oppgaver som trener elevenes grunnleggende ferdigheter og letter begrepsinnlæringen. Heftet er tilpasset kapitlene i grunnboka. Bakerst i arbeidsheftet er det fasit til oppgavene.

BOKMÅL ISBN 978-82-05-33411-3

Naturfag for ungdomstrinnet • grunnbok

10 Andreas Hannisdal • Merete Hannisdal • John Haugan • Kari Synnes

Eureka! består av:

Andreas Hannisdal • Merete Hannisdal • John Haugan • Kari Synnes

Eureka! har ryddig struktur, tydelig faglig fokus, illustrasjoner og organisering tilpasset målgruppen.

Eureka


4

Innhold Forord

3

Kapittel 1 Arv og miljø Å lage nye celler Formering Mendels arvelære Arvelige egenskaper Vi kan arve gener som gjør oss syke Genteknologi Variasjon i naturen Oppgaver Aktiviteter

Kapittel 4 7 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Kapittel 2 Evolusjon og klassifisering Charles Darwin Naturlig utvalg Artsdannelse Systematikk Dyrerikets systematikk Oppgaver Aktiviteter

Olje og gass Det norske oljeeventyret Dannelse av olje og gass Seismikk og leteboring Boring, utbygging og produksjon Nye metoder for separasjon og transport Destillasjon av råolje Behandling og bruk av fraksjonene Oppgaver Aktiviteter

71 72 74 76 78 80 82 84 88 90

Kapittel 5 27 28 30 32 34 36 38 40

Plast som materiale Egenskaper til plast Ulike typer plast Herdeplast og termoplast Enkle tester for plast Plast med spesielle egenskaper Behandling av brukt plast Oppgaver Aktiviteter

43 44 46 48 50 52 54 56 58 60 64

Kapittel 6

95 96 98 100 102 104 106 108 111

Kapittel 3 Karbonatomets kjemi Organisk kjemi og C-atomet Hydrokarboner Egenskaper til hydrokarboner Alkoholer Etanol – mer enn et rusmiddel Karboksylsyrer Reaksjoner med karboksylsyrer Bioteknologi Oppgaver Aktiviteter

Fossilt brensel og miljø Kjemisk energi Drivhuseffekten Klimatrøbbel Luftforurensning Oppgaver Aktiviteter

115 116 118 120 122 124 127


www.gyldendal.no/eureka

Kapittel 7 Fokus på karbohydrater Fra druesukker til andre karbohydrater Klassifisering og testing av karbohydrater Karbohydrater og energi Verdt å vite om karbohydrater Oppgaver Aktiviteter

131 132 134 136 138 140 142

Kapittel 8 Helse og livsstil Variert kosthold gir bedre helse God mat er en av livets store gleder En kropp som virker Infeksjonssykdommer Kroppens forsvar mot uønskede mikroorganismer Antistoffer Skolemedisin, folkemedisin og alternativ medisin Tobakk og helse Narkotika Alkohol og helse Oppgaver Aktiviteter

145 146 148 150 152 154 156 158 160 162 164 168 170

Kapittel 9 Kraft og bevegelse Fart Akselerasjon Egenskaper til krefter Kraft og akselerasjon Mer om krefter Oppgaver Aktiviteter

202 204 206 209

Kapittel 11 Elektrisitet og magnetisme Elektrisk energi Elektrisitet og magnetisme: To sider av samme sak? Induksjon Teknologisk bruk av elektromagneter og induksjon Oppgaver Aktiviteter

213 214 216 218 220 222 223

Kapittel 12 Produksjon av elektrisk energi Vannets stillingsenergi som energikilde Fornybare energikilder Ikke-fornybare energikilder Elektrisk energi fra fornybare og ikke-fornybare energikilder Oppgaver Aktiviteter

227 228 230 232 234 236 238

Kapittel 13 173 174 176 178 180 182 184 187

Kapittel 10 Energi Arbeid, energi og effekt Energiloven Noen nyttige energiord Energikjeder og energikilder Energioverføringer

Å regne med arbeid, energi og effekt Kraft, fart og energi i trafikken Oppgaver Aktiviteter

5

191 192 194 196 198 200

Naturområder, påvirkning og vern Biologisk mangfold Naturtyper og biologisk mangfold Vern av norsk natur Påvirkning og vern av et naturområde Samene og kampen om Finnmarksvidda Oppgaver Aktiviteter

241 242 244 246 250 254 258 259

Ordbibliotek Stikkordregister

260 271


Kapittel

10

Energi

Norge er et av de landene i verden som har størst ­energi­ressurser per innbygger. Likevel snakker vi om at vi kan få en ­energikrise, og at vi vil ha for lite energi i framtiden. Kommer det av at vi utnytter ressursene for dårlig? Eller kommer det av at vi sløser for mye?

www.gyldendal.no/eureka


192

Kapittel 10

Energi

Arbeid, energi og effekt Energi er et viktig begrep. Vi leser om det i aviser, og hører om det i media. Ord som energisparing, energikrise og energimangel hører vi nesten daglig.

Energi er det som får noe til å skje I Eureka! 8 og 9 har vi flere ganger snakket om energi. Det er ikke så lett å si ­kortfattet hva energi er. Vi har slått oss til ro med å si at energi er det som får noe til å skje. Overalt hvor det skjer noe, skjer det noe med energien.

Når hus blir bygd, slås ofte påler ned i jorda. Da kan man heise opp et tungt lodd som slippes ned på pålen. Stillingsenergien i loddet får noe til å skje: Pålen drives ned i bakken. Bildet viser byggingen av Mosjøen Carbon Plant.

Når steiner raser fra fjellet, gir de fra seg stillingsenergien. Energien steinene mister, overføres til gjenstander som treffes. Dette kan føre til store ødeleggelser.

En gjenstand har energi på grunn av sin stilling Vi løfter en håndball rett opp. Da utføres et arbeid på ballen. Vi bruker energi som kroppen har blitt tilført gjennom maten. Legges ballen på en hylle, har den mer energi enn da den var på gulvet. Jo høyere opp vi løfter ballen, desto mer energi får den. Energien en gjenstand har på grunn av sin posisjon, kalles stillingsenergi. Vi kan endre stillingsenergien til en gjenstand ved å gjøre et arbeid på den.

En gjenstand har energi på grunn av sin bevegelse Vi holder en håndball i hånden. Så kastes den rett bortover. Ballen var til å begynne med i ro. Etter at vi slapp den, har den fart. Vi har utført et arbeid på ­ballen. Når ballen beveger seg, har den energi. Jo fortere ballen beveger seg, desto mer energi har den. Energien ballen har på grunn av sin bevegelse, kalles bevegelsesenergi. Vi kan endre bevegelsesenergien til en gjenstand ved å utføre et arbeid på den. En håndballspiller gir ballen bevegelsesenergi.


www.gyldendal.no/eureka

193

Arbeid er kraft multiplisert med strekning Når et arbeid utføres på en gjenstand, kan gjenstandens stillingsenergi og/eller bevegelsesenergi endres. I fysikk har ordet «arbeid» en egen betydning. Den skiller seg av og til fra betydningen ordet har i dagliglivet. Når vi bruker ordet arbeid i fysikk, mener vi at arbeidet vi utfører på en gjenstand, er kraften fra oss på gjenstanden multiplisert med strekningen vi flytter gjenstanden i den r­ etningen kraften peker. Trekker du en kjelke 5 m bortover bakken med en kraft på 300 N som virker langs bakken, har du utført arbeid på 5 m · 300 N = 1500 Nm. Enheten Nm (­newtonmeter) har fått navnet joule ( J ). Bærer du en tung koffert bortover en vannrett vei, har du ikke gjort noe arbeid på kofferten selv om det kan føles slik. Kraften du bruker, virker loddrett, mens strekningen er vannrett. Kofferten flytter seg altså ikke i den retningen kraften virker.

Når du trekker en kjelke, utfører du et arbeid

Effekt er arbeid dividert med tiden det tar å utføre arbeidet Løfter vi en ball 1 m rett opp, er arbeidet vi utfører på ballen, like stort uansett hvor lang tid vi bruker. Bruker vi 2 s på å utføre dette arbeidet, er effekten ti ­ganger så stor som når vi bruker 20 s. Jo kortere tid vi bruker på å utføre et arbeid, desto større er effekten. Effekt defineres som arbeid dividert med tiden det tar å utføre arbeidet. I Eureka! 9 lærte vi at enheten for effekt er watt (W).

Det er egne enheter for arbeid, energi og effekt Alle størrelser er bestemt av et måltall og en enhet. Tabellen viser hvilke enheter vi bruker for arbeid, energi og effekt. Størrelse

Enhet, symbol og navn

Eksempel på bruk

Arbeid

J, joule

Å løfte et eple 1 m opp krever et arbeid på omtrent 1 J.

Energi

J, joule

En gutt med masse 60 kg som sykler i 25 km/h, har en bevegelsesenergi på 1450 J.

Effekt

W, watt

Ei jente med masse 50 kg som løper opp en 12 m høy trapp i løpet av 10 s, yter en effekt på ca. 600 W.

Vi utfører ikke arbeid på en koffert når vi bærer den på en vannrett vei.

? NØKKELSPØRSMÅL 1 Hva er energi? 2 Nevn to former for energi. 3 Hva er arbeid? 4 Hva er effekt?

Utfordring

Undersøk hvor mye energi du bruker på å tørke håret med en hårtørrer etter at du har dusjet.


194

Kapittel 10

Energi

Energiloven Når en curlingspiller dytter steinen bortover, utfører han et arbeid. For å utføre arbeidet trenger curlingspilleren energi. Arbeidet han utfører, finner vi igjen som bevegelsesenergi i steinen. Steinen glir bortover isen og stopper. Hvor har det blitt av energien?

Summen av all energi er alltid den samme Forskere har målt energien som er med i forskjellige situasjo­ ner der noe skjer. Slike situasjoner kan for eksempel være forbrenning i kroppen, energien en syklist trenger for å sykle opp en bakke, eller energien som skal til for at vi kan ha det godt og varmt inne en kald vinterdag. Forskerne har også målt energi når stoffer reagerer med hverandre i fabrikker som for eksempel produserer medisiner, plast eller sjoko­ lade. De har også målt energien som sendes ut fra super­ novaer millioner av lysår unna oss, og energien som frigøres i et jordskjelv. I alle målingene som er gjort til nå, har forskerne alltid funnet at summen av all energi er den samme. Vi kan se på dette som at forskerne fører et regnskap over energien som inngår i de prosessene de studerer. Det viser seg altså at energiregnskapet alltid stemmer: Energi blir aldri borte. En tsunami er en havbølge som kan oppstå etter for eksempel under­ sjøiske jordskjelv, vulkan­utbrudd eller meteornedslag. Energien en tsunami fører med seg, er mye større enn den vinddrevne bølger har. Tsunamibølgen mister lite energi mens den forflytter seg. Bølgen kan bli mange titalls meter høy når den når land, og gjør dermed stor skade.

Energiloven forteller at energien er bevart Ingen har observert situasjoner der energiregnskapet ikke stemmer. Dette er et eksempel på en naturlov, som kalles energiloven: Energi kan ikke bli borte. Energi kan ikke oppstå av ingenting. Vi sier at energien er bevart, og at energiloven er en bevaringslov. Energiloven er svært viktig. Den gir oss forklaringer på mange dagligdagse fenomener og på at det ikke er mulig å finne opp maskiner som går av seg selv.

Summen av stillingsenergi og bevegelsesenergi kan være konstant Energiloven i Energi kan ikke bl ikke n borte. Energi ka g. oppstå av ingentin

Vi har lært at stillingsenergien til en gjenstand blir større desto høyere opp ­gjenstanden kommer. Vi vet også at bevegelsesenergien blir større når farten øker. Mange hopper på ski i alpinbakken. I svevet er summen av bevegelsesenergi og stillingsenergi konstant.


www.gyldendal.no/eureka

195

2 3 1

På figuren har skihopperen bevegelsesenergi på hoppkanten (punkt 1). Dette er all energien hopperen har med seg når hoppet starter. Etter hvert som høyden blir større, øker stillingsenergien. Denne økningen er «tatt fra» bevegelsesenergien, som har blitt mindre. I det høyeste punktet i hoppet (punkt 2) er stillingsenergien størst. Da må bevegelsesmengden være minst. På vei nedover igjen avtar stillings­energien, og bevegelsesenergien øker. I punkt 3 er skihopperen i en ­«mellomstilling» i forhold til punkt 1 og punkt 2, men også i punkt 3 er summen av energiene den samme.

En som hopper i alpinbakken, har både stillingsenergi og bevegelses­ energi i svevet. Summen av energi­ ene er alltid konstant og like stor som energien hopperen hadde da svevet startet på hoppkanten.

Energi blir aldri borte, men kan gå over til andre former Når du kjører på ski ned en bakke, har du både stillingsenergi og bevegelses­ energi. Glir du ut på en vannrett slette, stopper du etter en stund. Hvor har det blitt av energien du hadde på vei ned bakken? Det kan nesten se ut som om ­energien har blitt borte, men det har den ikke. Energien har gått over til andre ­former. Noe av energien du har ned bakken, har gått over til å øke temperaturen i snøen, og noe har blitt brukt til å presse sammen snøen. Litt av smurningen under skiene dine har blitt skrapt vekk, og noe av energien har fått luftmolekylene til å flytte på seg slik at vi kan høre at du kommer ned bakken. Hvor mye av energien din som har gått over til hver av de forskjellige formene, er ikke lett å si. Ifølge energiloven vil summen av alle disse delene være lik den energien du hadde.

? NØKKELSPØRSMÅL 1 Hva mener vi med et energiregnskap? 2 Hva sier energiloven? 3 Hva betyr det når vi sier at summen av stillingsenergi og bevegelsesenergi er konstant? 4 Hva mener vi med begrepet bevaringslov?

Utfordring

Når du bruker en bærbar musikk­spiller, skjer det noe med energien. Tenk over hvor denne energien kommer fra, og hvor den blir av.


196

Kapittel 10

Energi

Noen nyttige energiord En gjenstand har energi på grunn av sin stilling og bevegelse. Det har vist seg at all energi enten er stillingsenergi eller bevegelsesenergi. Det er lurt å innføre andre energiord også selv om de ikke alltid har en klar betydning. Vi innfører nye energiord fordi da blir det lettere for oss å forklare mange fenomener.

Kjemisk energi er lagret i stoffer Vi har lært at elektriske krefter holder sammen atomene i et stoff, og at det er lagret energi i bindingene. Denne energien kalles kjemisk energi. I kjemiske ­reaksjoner brytes bindinger. Da kan energien som er lagret i dem, frigjøres. Det skjer når bensin forbrenner i en bilmotor, og når sukker forbrenner i kroppen din. Når tre brenner, reagerer stoffene i treet med oksygen i lufta, og temperaturen øker. Vi sier at det er kjemisk energi i treet.

Termisk energi har med partikkelbevegelse å gjøre I Eureka! 8 lærte vi om partikkelmodellen. Den sier at atomene, molekylene og ionene som bygger opp stoffene, er i bevegelse hele tiden. Molekylene i luft farer fort rundt i alle retninger. Molekylene i et vannglass beveger seg også rundt i alle retninger, men ikke så fort som molekylene i luft. Molekylene i en blyant beveger seg ikke rundt i alle retninger, men «skjelver» fram og tilbake rundt en fast plass. Jo høyere temperaturen er, desto «kraftigere» er denne bevegelsen. Energien som er knyttet til bevegelsene til partiklene som stoffene er bygd opp av, kaller vi termisk energi. Noen ganger bruker vi ordene varmeenergi eller indre energi.

Elektrisk energi kan transporteres med elektrisk strøm I Eureka! 9 lærte vi om elektrisk strøm. Det er elektronene som flytter seg i ­ledningene som går fra energiverket til huset vårt, som transporterer energi. Denne energien kaller vi elektrisk energi.

Fjærenergi er lagret i gjenstander med endret form

Når bueskytteren trekker pilen tilbake, blir det lagret fjærenergi i buen og buestrengen.

Når vi klemmer sammen eller strekker fjæra som er inne i en kulepenn, lagres energi i fjæra. Når vi slipper fjæra, får den tilbake sin opprinnelige form. Den har gitt fra seg energien igjen. Energien som er lagret i ei sammenpresset fjær, kalles ofte fjærenergi. Et annet ord som blir brukt, er ­elastisk energi. Fjærenergi er en form for stillingsenergi. Vi har fjærenergi når vi skyter med pil og bue. Når vi trekker buestrengen til­ bake, blir den strammere. Buen bøyer seg. Slippes strengen, farer pilen av gårde, og buen og strengen får tilbake sin opprinnelige form. Når en stavhopper bøyer staven, lagrer han fjærenergi i den.


www.gyldendal.no/eureka

197

Kjerneenergi er lagret i atomkjernene Det er lagret store mengder energi i atomkjernene. Når en atomkjerne med mange protoner i kjernen deler seg, og når to atomkjerner med få protoner smelter sammen, frigjøres energi. Denne energien kaller vi kjerneenergi eller atomenergi. Energien som frigjøres når atomkjerner deler seg, blir utnyttet i energiverk. ­Energien som ­stjernene sender ut, frigjøres når atomkjerner med få protoner smelter sammen. Du kan lese mer om kjerneenergi på side 232 – 233.

Vindenergi skyldes luft i bevegelse Vind er store mengder luft som er i bevegelse. Det er lenge siden menneskene begynte å bruke energien i vind, for eksempel til å drive skip framover ved hjelp av seil. Det er vanlig å kalle energien i luft som flytter seg, for vindenergi.

Bølgebevegelse på vann har bølgeenergi

Vind overfører energi til båtene ved at lufta dytter på seilene.

Når vinden blåser over havet, dytter lufta på vannet. Dette får vannet til å flytte på seg, og vi får bølger. Du har sikkert merket at det kan være vanskelig å holde balansen når du står på stranden og bølgene treffer deg. Det viser at det er energi i bølgene. Bølger kan gjøre store skader, men det går også an å utnytte energien i bølgene i energiverk. Energien som er i bølgene, kaller vi ofte for bølgeenergi. Energien som er i bølgene, kan føre til store ødeleggelser.

? NØKKELSPØRSMÅL 1 Hva er kjemisk energi? 2 Hva er termisk energi? 3 Hva kaller vi energien som blir lagret i ei sammenpresset fjær? 4 Hva kaller vi energien som utvikles i stjernene?

Utfordring

Forklar hvorfor vi kan si at termisk energi egentlig er summen av bevegelsesenergi og stillings­ energi til partikler.


198

Kapittel 10

Energi

Energikjeder og energikilder Når noe skjer, har det med energi å gjøre. Siden summen av all energi alltid er den samme, er det viktig å finne ut mer om hvor energi kommer fra, og hvor den blir av.

Energi kan gå fra en form til en annen Det er vanlig å bruke energiord som beskriver former for energi. Når noe skjer, går energien fra en form til en annen. Nedenfor er det noen eksempler på slike energioverføringer. Energien er bevart i alle disse overføringene.

Når et stearinlys brenner, reagerer stoffene i lyset med oksygen i lufta. Mesteparten av den kjemiske energien i stearinen og oksygengassen går over til termisk energi i lufta, men noe går også over til lysenergi.

Når en sykkel bremser og stopper, går bevegelses­ energi over til termisk energi i bakken og dekkene.

Når vi stuper fra et stupebrett, går først bevegelses­ energi over til fjærenergi i stupebrettet. Fjærenergien blir så overført til bevegelses­energi i stuperen.

Den elektriske energien i strømmen som går gjennom tråden i en glødelampe, går over til termisk energi i tråden, glasset og lufta. Når glødetråden blir varm, sender den ut lysenergi.

I eksemplene kommer energien fra ett sted og går over til et annet. Eksemplene viser bare et ledd i en lang energikjede. I leddene i en energikjede kan vi hele tiden si «energi fra, og energi til». Energikjedene har ingen start eller slutt, men det er ikke snakk om noe kretsløp.


www.gyldendal.no/eureka

199

Energi kommer fra en energikilde Når vi går inn i en energikjede, kan det være lurt å finne fram til en energikilde i den delen av kjeden vi ser nøyere på. Det er fra kilden energien k­ ommer i den delen av energikjeden vi studerer. Her er noen eksempler på ­forskjellige energikilder: • Fjæra i en trekkoppbil er trukket opp. Fjæra er energikilden og kan overføre energi til bevegelsesenergi i bilen. Utvides energikjeden, kan vi spørre om hvor energien i fjæra kommer fra. • Et batteri koples til en musikkspiller. Batteriet er energikilden og overfører kjemisk energi til lydenergi. Utvides energikjeden, kan vi spørre om hvor energien i batteriet kommer fra. • Vi løper bortover veien. Maten vi har spist, har blitt omdannet til sukker og fett i kroppen. Sukkeret og fettet er energikilden i kroppen vår. Det gir oss bevegelsesenergi. Utvides energikjeden, kan vi spørre om hvor energien i maten kommer fra. • Vi fyller bensin på mopeden. Bensinen er energikilden og kan overføre kjemisk energi til bevegelsesenergi. Utvides energikjeden, kan vi spørre om hvor energien i bensinen kommer fra. • Vi setter en vannmølle i en bekk. Vannet i bekken er energikilde og overfører bevegelsesenergi i vannet til rotasjonsenergi i mølla. Utvides energikjeden, kan vi spørre om hvor energien i vannet kommer fra. Når vi ser på en del av en energi­ kjede, kan vi finne ut hvor energien kommer fra. Dette er en energikilde. Batteri, bensin og rennende vann er energikilder

? NØKKELSPØRSMÅL 1 Hva mener vi med ordet energioverføring? 2 Hva mener vi med ordet energikjede? 3 Hva mener vi når vi sier at en energikjede ikke har noen slutt? 4 Hva mener vi med ordet energikilde?

Utfordring

I eksemplet ovenfor så vi at energien i mat kan gi oss ­bevegelsesenergi. Hva slags andre energiformer kan vi få når maten er energikilde?


200

Kapittel 10

Energi

Energioverføringer I alle energikjeder er summen av alle energiformene alltid den samme. Hvis energi aldri blir borte, hva kan da grunnen være til at vi snakker om at det er mangel på energi?

Det er ikke all energi vi kan nyttiggjøre oss

Boben har stillingsenergi på toppen av banen. Stillingsenergien kan overføres til bevegelses­energi. Når løpet er over, er energien overført til andre former som vi ikke kan nyttiggjøre oss.

Grunnen til at vi snakker om mangel på energi, er at det ikke er alle energiformer vi kan nyttiggjøre oss. Når vi for eksempel har heist opp et lodd, har det stillings­ energi. Det har foregått en energioverføring. Loddet er en energikilde som vi kan nyttiggjøre oss. Slipper vi loddet ned på en påle, kan vi få presset pålen ned i ­bakken. Når pålen har stoppet opp, har all energien gått over til termisk energi: Bakken, pålen og loddet har fått litt ­høyere temperatur. Denne termiske energien er vi ikke i stand til å dra nytte av. Når vi snakker om mangel på energi, mener vi at det blir for lite av energikilder vi kan nyttiggjøre oss. Olje, kull, gass og ved er viktige energikilder. Når vi har utnyttet disse energikildene ved å brenne dem, har energien gått over til former vi ikke kan nyttiggjøre oss, former med lavere energikvalitet.

Virkningsgraden er et mål på hvor mye energi vi kan nyttiggjøre Når en bil kjører, kan bare en del av den kjemiske energien i bensinen overføres til bevegelsesenergi. Resten av energien går over til termisk energi som vi ikke kan nyttiggjøre oss. Når vi oppgir hvor stor del av den tilførte energien som driver bilen framover, får vi et uttrykk for hvor effektiv energioverføringen er. Dette kaller vi virkningsgrad. Virkningsgraden blir som regel oppgitt i prosent. I en bensin­motor er virkningsgraden omtrent 30 %. I en bil kan vi bruke noe av den termiske energien til å varme opp kupeen i bilen. Noen ganger kan altså uønsket termisk energi komme til nytte.

bevegelsesenergi kjemisk energi i bensin

termisk ene

rgi

Bare en liten del av den kjemiske energien som er lagret i bensin, blir overført til bevegelses­energi. Resten går over til termisk energi som vi ikke kan nyttiggjøre oss.


www.gyldendal.no/eureka

201

Energi kan bare overføres ved arbeid eller ved varme Når vi studerer et fenomen i naturen, avgrenser vi den delen av fenomenet som er av interesse for oss. Det kan for eksempel være en hest som galopperer over et jorde, eller et stearinlys som brenner. Vi sier at dette er systemet vårt. Det som er utenfor systemet, er omgivelsene til systemet. Alle systemene vi er i stand til å velge oss, vil på en eller annen måte påvirkes av, eller påvirke, omgivelsene sine. Systemet vi studerer, kan gi fra seg energi til omgivelsene, og det kan motta energi fra omgivelsene. Vi sier at det blir overført energi. Energi kan bare overføres på to måter: ved arbeid og ved varme. Arbeid har vi allerede lært om. Begrepet varme har en helt spesiell betydning i naturfaget. Med varme mener vi energi som blir overført på grunn av temperaturforskjell. Det viser seg at energi alltid strømmer av seg selv som varme fra stedet med høyest ­temperatur til stedet med lavest temperatur.

Systemet er en kopp med varm sjokolade. Omgivelsene er rommet der koppen med sjokolade står. Energi går fra sjokoladen med høy temperatur til rommet med lav temperatur. Energi blir overført ved varme.

Systemet er sleden. Omgivelsene er hesten. Hesten trekker sleden og utfører et arbeid på den. Energi blir overført ved arbeid.

? NØKKELSPØRSMÅL 1 Hva er grunnen til at vi snakker om energimangel? 2 Hva er virkningsgrad? 3 På hvilke to måter kan energi overføres fra et system til et annet? 4 Hva er varme?

Utfordring

Når vi trekker opp fjæra i en trekkoppbil, blir fjæra energikilde. Hvor kommer denne energien fra? Hvor blir det av energien når bilen har stoppet?


202

Kapittel 10

Energi

Å regne med arbeid, energi og effekt Akkurat som økonomene fører regnskap med kroner og øre og regner ut tap og fortjeneste, kan de som arbeider med naturvitenskap, regne med energi når de fører energiregnskap. Her skal vi se på noen enkle beregninger vi kan utføre.

Når vi regner med fysiske størrelser, må vi bruke enheter Noe av det som har gitt naturvitenskapen stor suksess, er at det har vært mulig å beregne størrelser ved å bruke matematikk. Et godt samsvar mellom målinger og beregninger styrker teorien som ligger til grunn for beregningene. Når vi regner med fysiske størrelser, må vi alltid bruke enheter. Vi har tidligere lært at enheten for energi og arbeid er joule ( J ). Enheten for effekt er watt (W). Vi har sett at dersom vi bruker SIs grunnenheter når vi setter inn for ­størrelsene i en formel, får størrelsen vi regner ut, automatisk riktig enhet. Det skal vi bruke i dette oppslaget. Vi kan regne ut stillingsenergien til gutten ved å bruke uttrykket Es = m · g · h.

Vi kan regne ut stillingsenergien til en gjenstand som er løftet opp Når vi løfter opp en gjenstand, får den stillingsenergi. Kaller vi stillingsenergien Es, massen til gjenstanden m og høyden vi har løftet den opp, h, kan vi regne ut ­stillingsenergien ved å bruke uttrykket: Es = m · g · h I uttrykket er g = 9,81 m/s2 tyngdens akselerasjon. For å gjøre det enklere settes ofte g  10 m/s2. En person med masse 60 kg som går opp til toppen av et 10 m høyt stupetårn, øker sin stillingsenergi med Es = m · g · h = 60 · 10 · 10 J = 6000 J. Siden vi har brukt SIs grunnenheter, kan vi med en gang si at svaret får enheten joule (J). Til sammenlikning er energiinnholdet i 1 dl Coca-Cola 180 000 J.

Vi kan regne ut bevegelsesenergi For å regne ut bevegelsesenergien Eb til en gjenstand med masse m og farten v, kan vi bruke uttrykket: 1 Eb = · m · v2 2 En gutt med masse 60 kg som løper med farten 6 m/s, har bevegelsesenergien Vi kan regne ut bevegelsesenergien til gutten ved å bruke uttrykket 1 · m · v2. Eb = 2

Eb =

1 1 2 2 · m · v = · 60 · 6 J = 1080 J 2 2


www.gyldendal.no/eureka

203

Vi kan regne ut arbeid Vi har lærte at arbeid defineres som kraft multiplisert med strekningen en ­gjenstand blir flyttet i kraftens retning. Kalles arbeidet W, kraften F og veien ­­­ i kraftens retning s, kan vi regne ut arbeidet ved å bruke uttrykket: W = F · s En ryggsekk med masse m = 10 kg har en tyngde på omtrent G = m · g = 100 N. Løfter vi ryggsekken opp på ryggen, 1,50 m over bakken, må vi bruke en kraft på 100 N. Da har vi utført et arbeid på W = 100 ∙ 1,5 J = 150 J.

Vi kan regne med sammenhengen mellom energi og effekt Effekt er energi per tid. Vi kan også si at effekt er arbeid dividert med tid. Det betyr at sammenhengen mellom energi E, eller arbeid W, og effekt P kan s­ krives som:

E W P= = t t

Bruker vi 2 s på å løfte en ryggsekk med masse 10 kg 1,5 m opp, er effekten W 150 P= = W = 75 W . Til sammenlikning gir en ganske sterk ­lyspære effekten t 2

60 W.

Energienheten joule ( J ) er en sammensatt enhet Når vi regner ut stillingsenergien ved å bruke uttrykket Es = m · g · h, multipliserer vi sammen tre størrelser med forskjellige enheter. Skal vi regne ut stillingsenergien til en person med masse 60 kg som står 10 m over bakken, kan vi regne slik med enheter: m

m

Es = m · g · h = 60 kg ·10 s2 · 10 m = 6000 kg · s2 · m = 6000

enheter Vi kan regne med kg · m · m = Nm = J. 2 kg · m/s · m = s2

kg · m s2 · m = 6000 Nm

Uttrykket kgh2· m er det samme som kraftenheten newton, N. Det kan vi se hvis vi ser på enhetene vi bruker i Newtons andre lov, F = m · a. Den sammensatte enheten Nm har fått navnet joule ( J ). I enhetssystemet SI er det mange sammen­ satte enheter. De sammensatte enhetene er innført for å gjøre uttrykkene enklere.

? NØKKELSPØRSMÅL 1 Hvordan regner vi ut stillingsenergien til en gjenstand som er 2 m over bakken? 2 Hvordan regner vi ut bevegelsesenergien til en bil som kjører bortover en vei? 3 Hvordan kan vi regne ut et arbeid vi utfører når vi dytter en stol bortover gulvet? 4 Hvordan regner vi ut effekten når vi vet hvor lang tid vi har brukt på å utføre et bestemt arbeid?

Utfordring

Hvor stor fart må en ball ha loddrett oppover for at vi skal kunne kaste den opp på taket av et toetasjes hus?


204

Kapittel 10

Energi

Kraft, fart og energi i trafikken Hvert år blir mange drept og skadd i trafikkulykker. Med kunnskap om kraft, fart og energi er det mulig å lage utstyr som hindrer ulykker, og som reduserer skadene dersom det skulle skje en ulykke.

Sikkerhetsutstyr kan redusere akselerasjonen ved kollisjoner

Bildet viser en kollisjonstest. Bilføreren blir beskyttet av sikkerhetsbelte og kollisjonspute. Passasjeren i baksetet har ikke brukt sikkerhetsbelte og farer framover inne i bilen. I sidedørene ser vi bjelker. De reduserer skadene hvis bilen blir påkjørt fra siden.

Menneskekroppen er ikke bygd for å tåle stor akselerasjon. Blir akselerasjonen for stor, sprekker blodårer, og indre organer rives løs inne i kroppen. For å redusere farene for at dette skjer i kollisjoner, må det lages sikkerhetsutstyr som gjør ­akselerasjonen mindre. Bilprodusentene har flere løsninger på dette problemet. Løsningene baserer seg på at man forsøker å øke tiden passasjerene i bilen ­bruker på å stoppe. Siden akselerasjon er endring i fart dividert med tid, blir ­akselerasjonen mindre jo lengre tiden er. I alle moderne biler er kupeen bygd som et stivt skall. Motor­rommet foran er laget slik at det «krølles sammen» i en front­kollisjon. Denne sammenkrøllingen tar tid og minsker akselerasjonen. Inne i kupeen bruker passa­sjerene sikkerhets­ belter. Sammen med en kollisjonspute reduserer bilbeltene ­akselerasjonen.

En sykkelhjelm reduserer kraften på hodet i et sammenstøt En sykkelhjelm gjør kraften som virker på hodeskallen, mindre hvis syklisten slår hodet i bakken. Hjelmen er laget av et materiale som presses sammen når hjelmen treffer bakken. Når hodet treffer bakken, har det bevegelsesenergi. For å stoppe hodet utfører kraften fra hjelmen et arbeid på hodet. Fra loven om bevaring av energi vet vi at dette arbeidet må være lik endringen i bevegelsesenergien. Vi vet også at arbeid er kraft multiplisert med vei. Med hjelm på hodet er veien lik lengden hjelmen presses sammen. Denne veien er lengre enn om syklisten ikke har hjelm. Derfor blir kraften mindre med hjelm enn uten hjelm. Det ser vi fra uttrykket W = F · s. Når arbeidet W er konstant, må F bli mindre når s blir større. Fra Newtons andre lov vet vi at F = m · a. Når kraften på hodet med bruk av hjelm er mindre enn uten hjelm, blir også ­akselerasjonen mindre. Kraften fra hjelmen på hodet utfører et arbeid F · s = Ebevegelse. Jo lengre s er, desto mindre er F. F F s


www.gyldendal.no/eureka

Når en bil glir, mister vi muligheten til å styre den Når en bil bremser og sklir med låste hjul, fortsetter den rett framover. Selv om vi vrir på hjulene, vil ikke bilen svinge. Først når hjulene begynner å rulle, er det mulig å svinge. Det er fordi kraften på hjulene fra bakken virker i ­«rulle­retningen». Moderne biler er utstyrt med ABS-bremser. Det er et system som gjør at ­hjulene ikke låses hele tiden når bremsen trykkes hardt inn. Forhjulene vil ­vekselvis rulle og gli, og bilen vil både kunne bremse og svinge. På denne måten er det mulig for føreren å svinge unna hindringer og unngå ulykker.

fartsretning

låste hjul

Når farten dobles, blir bremselengden fire ganger så stor På kjøreskolene lærer elevene at når farten øker til det dobbelte, blir bremse­ lengden fire ganger så lang. Vi kan gå ut fra at bremsekraften er den samme, uansett hvor stor farten er. Bremsekraften skal utføre et arbeid på bilen for at den skal stoppe. Dette arbeidet må gjøres for å redusere bevegelsesenergien fra en viss verdi og ned til null. Arbeidet er endring i bevegelsesenergi. Vi kan derfor skrive: 1 F · s = · m · v2 = Ebevegelse 2

205

farten endrer retning

forhjulene roterer

Når hjulene på en bil er låst under nedbremsing, vil den skli rett fram. Dersom hjulene ruller, svinger bilen fordi kraften fra bakken virker i hjulenes rulleretning.

Regneeksemplene i tabellen nedenfor viser sammenhengen mellom fart og ­bremselengde. Vi har gått ut fra at bilens masse er 1000 kg, og at bremsekraften er 2000 N. Tallene i tabellen viser at bremselengden øker fra 25 m til 100 m når farten øker fra 10 m/s til 20 m/s. Fart v

Ebevegelse =

1 · 1000 · v2 2

F · s = 2000 · s = Ebevegelse

10 m/s (36 km/h)

50 000 J

2000 · s = 50 000

20 m/s (72 km/h)

200 000 J

2000 · s = 200 000

s=

s=

s=

Ebevegelse 2000

50000 m = 25 m 2000

200000 m = 100 m 2000

? NØKKELSPØRSMÅL 1 Hvorfor lages biler slik at det tar så lang tid som mulig for passasjerene å stoppe hvis bilen kolliderer? 2 Hvordan virker en sykkelhjelm? 3 Hvorfor er det en fordel å ha ABS‑bremser på en bil? 4 Hvor mye øker bremselengden når farten øker til det dobbelte?

Utfordring

Hvor mye øker bremselengden dersom farten blir tre ganger så stor?


206

Kapittel 10

Energi

Oppgaver Oppgave 1 a Bla gjennom en dagsavis, og finn ut om det står noe om energi der.

Oppgave 8 a Hva er effekt? b Du løfter en sekk med masse 5,0 kg 1,0 m opp. Du bruker 1,0 s på løftet. Så løfter du sekken 1,5 m opp. Dette løftet bruker du 2,0 s på. I hvilket av de to løftene er effekten størst?

b Lag et kort sammendrag av det du finner.

Oppgave 9

Oppgave 2

a Skriv energiloven.

Finn ut hvor stort energiinnholdet er i 100 g av ­forskjellige matvarer.

Oppgave 3 På varedeklarasjonen til mange matvarer er ­energi­innholdet ofte oppgitt i både kilojoule (kJ) og kilo­kalorier (kcal).

b Hva mener vi med at energien er bevart? c Hva er en bevaringslov?

Oppgave 10 Tegningen nedenfor viser en liten kule som svinger fram og tilbake. Kulen er tegnet i tre stillinger: det laveste punktet, det høyeste punktet og midt imellom.

a Bruk Internett og/eller oppslagsverk til å finne informasjon om enheten kalori, cal. b Når ble denne enheten brukt? c Hvor mange joule (J) er en kalori (cal)?

Oppgave 4 Hva er enhetene for energi, arbeid og effekt?

Oppgave 5 a Hva er stillingsenergi? b Hvordan kan du gi en ball stillingsenergi?

a Hva slags energi har kulen i de forskjellige posisjonene?

c Har en bok størst stillingsenergi når den ligger på gulvet eller øverst på bokhyllen?

b Hva kan du si om den totale energien til kulen i de tre posisjonene?

Oppgave 6

Oppgave 11

a Hva er bevegelsesenergi? b Hvordan kan du gi en ball bevegelsesenergi? c Har en ball størst bevegelsesenergi når den ligger i ro på bakken, eller rett etter at du har sparket til den så den triller bortover langs bakken?

Oppgave 7 Hva mener vi med arbeid i naturfaget?

a Fortell om energiformene til en høydehopper i svevet. b Fortell om energiformene til en ball som du kaster loddrett oppover. c Fortell om energiformene til en ball som du kaster på skrå. d Fortell om bevegelsesenergien og stillingsenergien i en berg-og-dal-bane. e Det er egentlig bare to energiformer. Hvilke?


www.gyldendal.no/eureka

Oppgave 12

Oppgave 18

Hvilke energiformer inngår i situasjonene nedenfor?

Skriv av og fullfør setningene nedenfor. Det er flere mulige svar.

A

B

C

D

207

Når du løper, kommer energien fra … og blir til … Når en bil kjører, kommer energien fra … og blir til … og … Når du kaster en ball rett opp, kommer energien til ballen fra … og blir til … når den er på toppen. Energien som frigjøres når du brenner ved, kommer fra … og blir til … Når du setter på mobiltelefonen, kommer energien fra … og går over til …

Oppgave 19 Vi kan ikke nyttiggjøre oss all energi som er lagret i en energikilde. Hvor blir det av energien vi ikke kan nyttiggjøre oss når vi a bruker elektrisk energi til å få lys i et rom b spiser energirik mat for å kunne gå en lang tur c bruker energien i bensinen i bensintanken på en moped

Oppgave 13 Når vi fyrer i peisen, skjer det noe med energien. Diskuter hva slags former for energi som inngår her.

d drikker en «energidrikk»

Oppgave 20 Vi studerer systemet et bål.

Oppgave 14 a Hva er termisk energi? b Hva skjer med den termiske energien når temperaturen øker? Forklar dette ved å bruke en partikkelmodell.

Oppgave 15 Når du bøyer beina og gjør deg klar til å hoppe, lagrer du energi i senene i beina dine. Hva slags energi er dette?

Oppgave 16 Er vindenergi stillingsenergi eller bevegelsesenergi?

Oppgave 17 b Hva er en energikjede? b Ta for deg noen situasjoner fra dagliglivet. Hvilke energikjeder inngår i disse situasjonene? Illustrer med tegninger.

a Hva er omgivelsene til dette systemet? b Hvordan blir energi overført til og fra dette systemet?

Oppgave 21 Vi studerer systemet en spydkaster. a Hva er omgivelsene til dette systemet? b Hvordan blir energi overført til og fra dette systemet?

Oppgave 22 En kopp med varm kakao står på et bord i et kaldt rom. Hvordan blir energi overført her?

Oppgave 23 Truls bor i blokk. Han har leiligheter over seg, under seg og på to av sidene. Rashid bor i endeleiligheten. Truls synes det alltid er kaldere hos Rashid enn hjemme hos seg, selv om de fyrer like mye. Diskuter hva grunnen kan være til det.


208

Kapittel 10

Energi

Oppgave 24

Oppgave 31

Lasse har fått motorstopp. Knut, Ehlam og Eva dytter bilen i gang. Hvordan blir energi overført her?

Velg passende verdier, og finn ut hvor stor ­bevegelsesenergi du har når du går og sykler.

Oppgave 25 Diskuter noen situasjoner der det blir overført energi. Bestem hva som er systemene og omgivelsene. På hvilke måter blir energi overført? I de neste oppgavene setter vi for enkelhets skyld tyngdeakselerasjonen g = 10 m/s2.

Oppgave 32 a Hva slags sikkerhetsutstyr finnes i en bil? b Hvorfor har biler et motorrom som bruker lang tid på å «brette seg sammen» i en kollisjon? c Bruk ord fra naturfaget til å forklare hvorfor bruk av sikkerhetsbelter er gunstig i kjøretøyer.

Oppgave 33 Oppgave 26 a Hvor stor stillingsenergi har en gutt med masse 60 kg når han står på en stol 0,50 m over bakken? b Hvor mange ganger større blir stillingsenergien når han går opp på et bord og står 1,0 m over bakken?

Oppgave 27 a Hvor stor bevegelsesenergi har ei jente når hun går med farten 1,0 m/s? b Hvor mange ganger større blir bevegelsesenergien når farten til jenta øker til 2,0 m/s?

Oppgave 28 Energiinnholdet i 100 ml Coca-Cola er 180 kJ. Hvis det var mulig å overføre all energi i 1,0 l Coca-Cola til stillingsenergi, hvor høyt opp kunne vi ha løftet ei jente med masse 50 kg da?

På hvilke måter kan en sykkelhjelm redusere skader i ulykker?

Oppgave 34 Hvorfor mister vi styringen når vi bremser med låste hjul?

Oppgave 35 a Bremselengden er 20 m når farten er 10 m/s. Hvor stor er bremselengden når farten er 20 m/s? b Skriv av og fyll ut tabellen: Fart

Bremselengde

5 km/h

2m

10 km/h 20 km/h 40 km/h

Oppgave 29 Hvis vi kunne overføre all energi i 1,0 l Coca-Cola til bevegelsesenergi, hvor fort ville en bil med masse 1000 kg ha kjørt da?

Oppgave 30 a Hvor stort arbeid blir utført hvis vi dytter en kasse 2,0 m vannrett bortover og kraften vi bruker, er 200 N? b Hvor stor hadde effekten vært hvis dette arbeidet tok 4,0 s?

80 km/h

c Framstill dataene i tabellen grafisk. d Bruk grafen til å finne ut hvor lang bremselengden er når farten er 50 km/h og 60 km/h.


www.gyldendal.no/eureka

Aktiviteter 1 Energikilder, energiformer og energioverføring Hensikt med forsøket: I denne aktiviteten skal du snakke eller skrive om energikilder, forskjellige former for energi og hvor denne energien kommer fra og blir av. Du trenger: Fyrstikk, kakelys, gummistrikk, papirbit, papirpose, batteri, lommelyktpære, samlelinse (forstørrelsesglass), trebit, lekebil, planke, ballong, mobiltelefon, sykkel­ pumpe, kule, snor, ball Framgangsmåte:

209

Til ettertanke: Her har du laget noen situasjoner som har med energi å gjøre. Hva skjer med energien i situasjoner i dagliglivet?

2 Løfteeffekt Hensikt med forsøket: Du skal finne ut hvor stor effekt du yter når du løfter. Du trenger: En badevekt, en sekk eller pose med noen bøker i, en trapp, metermål, stoppeklokke Framgangsmåte: Legg noen bøker i en sekk eller pose. En elev løfter sekken opp på et bord. En annen elev løfter sekken ned igjen. Gjenta dette ti ganger. 1 Vei sekken. Regn ut tyngden av sekken. Husk at G = m · g, der g = 9,81 m/s2, se side 183.

Ta for deg hver av situasjonene nedenfor, og finn ut så mye som mulig om energi i hver situasjon. Lag gode energiord der du trenger det. Beskriv energikjeder.

2 Mål hvor høyt opp du løfter sekken. Kall høyden h.

1 Tenn en fyrstikk.

4 Regn ut arbeidet du gjør: W = 10 · m · g · h.

2 Tenn et kakelys og la det brenne.

5 Regn ut effekten du yter: P = W / t.

3 Gni hendene mot hverandre. Hva kjenner du? 4 Hold en gummistrikk mellom to fingre. Hold en liten papirbit inntil strikken, og trekk den tilbake. Skyt papirbiten av gårde.

3 Mål hvor lang tid du bruker på de ti løftene. Kall tiden t.

5 Blås opp en papirpose. Slå på den så den sprekker. 6 Kople sammen et batteri og en lommelyktpære slik at pæren lyser. 7 La sola skinne gjennom en samlelinse. Fokuser sollyset på en trebit så det begynner å ryke. 8 Trill en lekebil nedover en planke som er stilt på skrå. 9 Kjør en trekkoppbil eller en batteridrevet bil. 10 Blås opp en ballong og slipp den. 11 Ring med en mobiltelefon til en annen mobiltelefon i klassen. 12 Hold for åpningen på en sykkelpumpe, og pump raskt i et halvt minutt. 13 Heng opp en kule, en kloss eller noe annet i den ene enden av en snor. Fest den andre enden av snora. La kulen svinge fram og tilbake. 14 Kast eller spark en ball.

Så kan du «løfte deg selv» ved å gå opp en trapp. Gjør disse målingene og beregningene: 6 Mål hvor høyt opp i loddrett retning du kommer når du går opp trappen. Kall denne høyden h. 7 Regn ut tyngden din: G = m · g. Massen måler du ved å veie deg på badevekten. 8 Regn ut arbeidet du gjør når du går opp trappen: W = m · g · h. 9 Ta tiden t du bruker på å gå opp trappen. 10 Regn ut effekten du yter.


210

Kapittel 10

Energi

Til ettertanke:

4 Energiforbruk ved fysisk aktivitet

a Lag en tabell som viser energien og effekten i forsøkene.

Hensikt med forsøket:

b Når du løfter en sekk opp på et bord, utfører du et arbeid. Arbeidet krever energi. Energien kommer fra maten du har spist. Blir all energien du bruker mens du holder på med løftingen, brukt på å utføre arbeidet?

Å vurdere energiforbruk ved fysisk aktivitet. Du trenger: Oversikt over energiinnhold i matvarer Framgangsmåte:

3 Hold orden på energien Hensikt med forsøket: Her skal du finne ut hvor mye energi du trenger for å bruke forskjellige elektriske apparater.

I reklame, ukeblader og på varedeklarasjoner er det vanlig å oppgi energi i den gamle energienheten kalori. I en lærebok i kroppsøving finner vi disse dataene: Aktivitet

Energi­forbruk

Du trenger:

Ligg­ende

1,5

Forskjellige elektriske apparater som du bruker i dagliglivet

Sitt­ende

1,7

Stående

2

Framgangsmåte:

Rolig gående

4

De aller fleste elektriske apparater har påtrykt hvilken effekt de gir eller krever for å virke. Ta for deg noen elektriske apparater du bruker i løpet av dagen, for eksempel lyspære, hårtørrer, stereoanlegg, ­mobiltelefon og pc.

Rask gående

7

Rolig løp (puls 120–140)

10

Rask løpende (puls mer enn 150)

18

1 Finn ut hvilken effekt P de elektriske apparatene krever ved normal bruk. 2 Mål tiden t hvor lenge du bruker hvert av disse apparatene. 3 Regn ut hvor mye energi E du bruker på hvert apparat ved å bruke formelen E = P · t. 4 Hvor mye energi bruker du i løpet av en dag? Til ettertanke: a Hvilket av de elektriske apparatene bruker mest energi i løpet av en dag? b Finn ut hvor mye energien du brukte i disse elektriske apparatene, kostet i løpet av en dag. Hvor mye kan du spare ved å bruke apparatene annerledes?

(kcal/min)

I en reklame for et treningsstudio står det at du ­for­brenner «500 kalorier når du sykler i 40 minutter på en spinningsykkel». Vurder utsagnet som sto i reklamen. 1 Hvor mye Coca-Cola kan du drikke for å erstatte energien du har brukt på spinningsykkelen i 40 minutter? 2 Hvor stor effekt gir du mens du løper rolig? Sammenlikn med effekten i en lyspære. 3 Finn ut hvor mye brød du må spise for å erstatte energien du har brukt ved de forskjellige aktivitetene i tabellen ovenfor. Anta at aktivitetene varer i en time. Til ettertanke: a Ta utgangspunkt i brødprisen og finn ut hvor mye energien du trenger koster. b Når du er i fysisk aktivitet, bruker du energi. Finn ut hvor mye energi andre aktiviteter enn dem vi har nevnt i tabellen ovenfor, krever.


www.gyldendal.no/eureka

211

5 Arbeid

Til ettertanke:

Hensikt med forsøket:

a I hvilket av forsøkene var arbeidet størst?

Du skal gjøre målinger slik at du kan regne ut arbeidet du utfører.

b Hvorfor ønsker vi at lekebilen skal trille lett? Er det stor forskjell på svarene? Bør svarene teoretisk sett være forskjellige?

Du trenger: Kraftmåler, linjal eller metermål, lekebil eller en liten vogn som triller lett, 1 m lang planke, stativ som du kan feste planken i

6 Varme Hensikt med forsøket:

Framgangsmåte:

Du skal undersøke hvordan du kan minske energi­ transporten fra en kopp. Dette skal du gjøre på en vitenskapelig måte.

1 Still planken på skrå slik at den ene enden er omtrent 40 cm over bordet.

Du trenger:

2 Fest kraftmåleren til lekebilen. 3 Trekk lekebilen oppover skråplanet ved å trekke i kraftmåleren. Sørg for at farten er konstant. La kraften du trekker med, være parallell med planken. Les av hvor stor kraft du trekker med. 4 Mål hvor langt du har trukket lekebilen. Mål så nøyaktig som mulig hvor høyt over bordet lekebilen har kommet. 5 Gjenta forsøket, men still planken slik at den er brattere. Du skal trekke lekebilen så langt at den er like høyt over bordet som i forrige forsøk, det vil si omtrent 40 cm. Mål kraften du trekker med, og hvor langt lekebilen har flyttet seg langs skråplanet. 6 Gjenta forsøket, men nå skal du løfte lekebilen rett opp. Du skal løfte lekebilen så langt at den er like høyt over bordet som i forrige forsøk. Mål kraft og strekning. 7 Lag en tabell som vist nedenfor. Regn ut arbeidet ved å multiplisere kraften du trekker med, og strekningen lekebilen flytter seg. Kraft (N) Planken slak Planken bratt Løfte rett opp

Strekning (m)

Arbeid (J) = kraft (N) · strekning (m)

En kopp eller et beger som tåler varmt vann, ­termo­meter, klokke Framgangsmåte: Varme er energitransport på grunn av temperatur­ forskjell. Når du fyller varmt vann i en kopp, vil det strømme energi fra det varme vannet til omgivelsene. Det er ikke så lett å måle denne energien, men vi kan måle hvor lang tid det tar før temperaturen har sunket et visst antall grader. I denne aktiviteten skal du prøve å isolere en kopp slik at den avgir energi så langsomt som mulig. Du skal selv tenke ut måter du kan gjøre dette på. Hvordan kan du sammenlikne resultater fra forskjellige målinger for å avgjøre hvilken isolasjon som er best? Til ettertanke: Hva gjør du for at sammenlikningen mellom flere målinger skal bli så god som mulig?


B

Eureka! 10

Eureka • Grunnbok • Lærerens bok • Arbeidshefte • Nettstedet www.gyldendal.no/eureka I grunnboka er hvert kapittel bygget opp av oppslag. Et oppslag er et avgrenset tema over to sider. Hvert kapittel avsluttes med oppgaver og aktiviteter. Grunnboka legger til rette for differensiering og variert undervisning. Lærerens bok følger grunnboka fra side til side. I Lærerens bok er det prøver, kapittelsammendrag og dessuten fagartikler og konkrete innspill til oppslagene i grunnboka. Det er veiledninger til aktivitetene og løsningsforslag til oppgavene som er gitt i grunnboka. Arbeidsheftet er et selvinstruerende engangshefte. Det inneholder engasjerende oppgaver som trener elevenes grunnleggende ferdigheter og letter begrepsinnlæringen. Heftet er tilpasset kapitlene i grunnboka. Bakerst i arbeidsheftet er det fasit til oppgavene.

BOKMÅL ISBN 978-82-05-33411-3

Naturfag for ungdomstrinnet • grunnbok

10 Andreas Hannisdal • Merete Hannisdal • John Haugan • Kari Synnes

Eureka! består av:

Andreas Hannisdal • Merete Hannisdal • John Haugan • Kari Synnes

Eureka! har ryddig struktur, tydelig faglig fokus, illustrasjoner og organisering tilpasset målgruppen.

Eureka


Eureka 10