9789162297602

Fysik direkt

Fysik Direkt

anpassad till Lgr 11

Nya Fysik Direkt har:

• elva kapitel med välskrivna och berättande texter • en klar struktur och en modern form som är lugn och tydlig • tydliga och konkreta kunskapsbeskrivningar till alla kapitel • Plussidor där elever kan fördjupa sig • Sammanfattning efter alla kapitel • Uppslaget med frågor, uppgifter och laborationer som

Fysik Direkt

förbereder och testar eleverna inför de nationella proven, centrala målen och kunskapskraven i Lgr 11

• facit med svar på frågorna i boken.

ISBN 978-91-622-9760-2

www.bonnierutbildning.se

(9760-2)

Bonnie r s

Bonnier Utbildning postadress :

Box 3159, 103 63 Stockholm Sveavägen 56, Stockholm hemsida : www.bonnierutbildning.se e-post: info@bonnierutbildning.se besöksadress :

förord

Order/Läromedelsinformation telefon : telefax :

08-696 86 00 08-696 86 10

författare :

Per Andersson och Pernilla Andersson, delar av boken Anders Pålsson, anders.palsson@bonnierutbildning.se grafisk form : Anders Wikberg / Bånges Grafiska Form AB bildredaktör : Margareta Söderberg redaktör :

Nya Fysik Direkt är en genomgripande omarbetning av Fysik Direkt, väl anpassad till Lgr11.

Nya Fysik Direkt har 11 kapitel som alla inleds med en Concept Cartoon som utmanar elevernas föreställningar och tankar kring det som behandlas i kapitlet. Förutom ett inspirerande foto, finns en innehållslista med viktiga begrepp som tas upp i kapitlet.

Alla kapitel är indelade i kortare avsnitt. Avsnitten inleds med tydliga och konkreta mål och avslutas med kontrollfrågor som knyter an till de inledande målen och som stödjer elevernas arbete med materialet. I slutet av varje kapitel finns också en Sammanfattning av det viktiga i kapitlet och Plussidor med fördjupande innehåll för intresserade elever.

Nya Fysik Direkt ISBN 978-91-622-9760-2 © 2011 Författarna och Bonnier Utbildning AB, Stockholm Tredje upplagan Första tryckningen

Kopieringsförbud!

Detta verk är skyddat av upphovsrättslagen! Kopiering, utöver lärares rätt att kopiera för undervisningsbruk enligt BONUS-Presskopias avtal, är förbjuden. Sådant avtal tecknas mellan upphovsrättsorganisationer och huvudman för utbildningsanordnare t.ex. kommuner/universitet. För information om avtalet hänvisas till utbildningsanordnarens huvudman eller BONUS-Presskopia.

Den som bryter mot lagen om upphovsrätt kan åtalas av allmän åklagare och dömas till böter eller fängelse i upp till två år samt bli skyldig att erlägga ersättning till upphovsman/rättsinnehavare.

Uppslaget som ligger sist i kapitlet innehåller olika typer av arbetsuppgifter som befäster och fördjupar kunskaperna. På Uppslaget finns ett antal kontrollfrågor på tre nivåer och andra uppgifter som tränar eleverna att söka information på nätet, eller på skolans bibliotek. Där finns också räkneuppgifter och laborationer som förbereder eleverna inför de nationella proven i årskurs 9.

Uppslaget har ytterligare en Concept Cartoon kring ett centralt fysikaliskt begrepp, samt några värderingsfrågor som uppmanar eleverna att ta ställning i aktuella frågor utifrån både naturvetenskapliga och etiska perspektiv. Till varje kapitel finns också ett antal väl fungerande laborationer som utvecklar eleverna förmåga att laborera och genomföra systematiska undersökningar. �ycka ti�� med era fysikstudier!

Printed in Lettland by Livonia Print, 2011

Förord

III

Bonnier Utbildning postadress :

Box 3159, 103 63 Stockholm Sveavägen 56, Stockholm hemsida : www.bonnierutbildning.se e-post: info@bonnierutbildning.se besöksadress :

förord

Order/Läromedelsinformation telefon : telefax :

08-696 86 00 08-696 86 10

författare :

Per Andersson och Pernilla Andersson, delar av boken Anders Pålsson, anders.palsson@bonnierutbildning.se grafisk form : Anders Wikberg / Bånges Grafiska Form AB bildredaktör : Margareta Söderberg redaktör :

Nya Fysik Direkt är en genomgripande omarbetning av Fysik Direkt, väl anpassad till Lgr11.

Nya Fysik Direkt har 11 kapitel som alla inleds med en Concept Cartoon som utmanar elevernas föreställningar och tankar kring det som behandlas i kapitlet. Förutom ett inspirerande foto, finns en innehållslista med viktiga begrepp som tas upp i kapitlet.

Alla kapitel är indelade i kortare avsnitt. Avsnitten inleds med tydliga och konkreta mål och avslutas med kontrollfrågor som knyter an till de inledande målen och som stödjer elevernas arbete med materialet. I slutet av varje kapitel finns också en Sammanfattning av det viktiga i kapitlet och Plussidor med fördjupande innehåll för intresserade elever.

Nya Fysik Direkt ISBN 978-91-622-9760-2 © 2011 Författarna och Bonnier Utbildning AB, Stockholm Tredje upplagan Första tryckningen

Kopieringsförbud!

Detta verk är skyddat av upphovsrättslagen! Kopiering, utöver lärares rätt att kopiera för undervisningsbruk enligt BONUS-Presskopias avtal, är förbjuden. Sådant avtal tecknas mellan upphovsrättsorganisationer och huvudman för utbildningsanordnare t.ex. kommuner/universitet. För information om avtalet hänvisas till utbildningsanordnarens huvudman eller BONUS-Presskopia.

Den som bryter mot lagen om upphovsrätt kan åtalas av allmän åklagare och dömas till böter eller fängelse i upp till två år samt bli skyldig att erlägga ersättning till upphovsman/rättsinnehavare.

Uppslaget som ligger sist i kapitlet innehåller olika typer av arbetsuppgifter som befäster och fördjupar kunskaperna. På Uppslaget finns ett antal kontrollfrågor på tre nivåer och andra uppgifter som tränar eleverna att söka information på nätet, eller på skolans bibliotek. Där finns också räkneuppgifter och laborationer som förbereder eleverna inför de nationella proven i årskurs 9.

Uppslaget har ytterligare en Concept Cartoon kring ett centralt fysikaliskt begrepp, samt några värderingsfrågor som uppmanar eleverna att ta ställning i aktuella frågor utifrån både naturvetenskapliga och etiska perspektiv. Till varje kapitel finns också ett antal väl fungerande laborationer som utvecklar eleverna förmåga att laborera och genomföra systematiska undersökningar. �ycka ti�� med era fysikstudier!

Printed in Lettland by Livonia Print, 2011

Förord

III

innehåll

1

Vårt solsystem

2

Tid 4

5

Ljus

84

Ljusets egenskaper 86

9

Elektricitet och magnetism 164 Ström och spänning 166

Jorden och månen 8

Ljusets reflexion 89

Magnetism 172

Solsystemet 12

Ljusets brytning 92

Elektrisk energi 175

Färger 97

2

Mått materia

24

Längd och massa 26 Materia och densitet 30

3

6

Kraft tryck

108

10

Atomfysik och kärnfysik

188

Atomen 188

Kraft 110

Olika sorters ljus 193

Tryck 114

Radioaktivitet 196 Fission 201

Värme

40

Temperatur 42 Värmetransport 48

7

Rörelse

126

Kraft och rörelse 128 Fritt fall 131

Meteorologi 53

11

Universum

214

Stjärnorna 216 Vintergatan 220

4

Ljud

64

Ljudets egenskaper 66

8

Big Bang 224

Energi

142

Olika sorters energi 144

Ljudvågor 70

Arbete och effekt 150

Hörseln 73

Vårt energibehov 154

Facit 234 Tabeller 246 Register 249 Bildförteckning 252

IV

Innehåll

Innehåll

V

9

Elektricitet och magnetism 164 Ström och spänning 166 Magnetism 172 Elektrisk energi 175

10

Atomfysik och kärnfysik

186

Atomen 188 Olika sorters ljus 193 Radioaktivitet 196 Fission 201

11

Universum

214

Stjärnorna 216 Vintergatan 220 Big Bang 224

Facit 234 Tabeller 246 Register 249 Bildförteckning 252

Innehåll

V

Kapitel

2

Vad tror du?

Mått och materia

Hur mycket väger luften i klassrummet?

Luft väger inget.

Längd och massa sid. 26 Materia och densitet sid. 30

Nej, högst 10 kg!

Jag tror att luften väger mer än 50 kg.

Om man inte vädrat känns luften tung.

Fokus PÅ

 Metersystemet och SI-enheter  Volym och massa  Storhet och enhet  Prefix  Materia, atom och molekyl  Densitet

24

Mått och materia

2

2

Mått och materia

25

Kapitel

2

Vad tror du?

Mått och materia

Hur mycket väger luften i klassrummet?

Luft väger inget.

Längd och massa sid. 26 Materia och densitet sid. 30

Nej, högst 10 kg!

Jag tror att luften väger mer än 50 kg.

Om man inte vädrat känns luften tung.

Fokus PÅ

 Metersystemet och SI-enheter  Volym och massa  Storhet och enhet  Prefix  Materia, atom och molekyl  Densitet

24

Mått och materia

2

2

Mått och materia

25

Materia och densitet

Densitet

När du har läst avsnittet Materia och densitet ska du • känna till begreppet materia • veta att alla ämnen består av atomer

Järnatomer är stora och tunga och ligger tätt intill varandra.

Vattenmolekylerna är däremot ganska små och lätta. De är inte heller lika tätt packade som molekylerna i järn. 1 dm3 järn innehåller alltså både fler och tyngre partiklar än 1 dm3 vatten.

Därför har järn en högre densitet än vatten. Densitet mäts i enheten kilogram per kubikcentimeter, kg/dm3.

• veta att atomer kan bilda molekyler • känna till begreppet densitet • k unna ge några exempel på material som flyter eller sjunker i vatten

Materia

Flyta eller sjunka?

Alla ämnen är uppbyggda av oerhört små byggstenar som kallas atomer. Allt som är byggt av atomer har en massa och kallas av fysiker för materia.

I tabellen ser du att både kork och furuträ har lägre densitet än vatten. Det förklarar varför de flyter. Men ebenholtsträ har högre densitet än vatten. Det betyder att det sjunker i vatten.

Ordet materia kommer från latin och betyder ämne eller stoff.

Materia kan inte nyskapas eller förstöras. Materia kan bara omvandlas till andra former av materia. Du har kanske hört uttrycket ”inget kan försvinna, allt finns kvar”. Till exempel omvandlas veden till aska och rök när en brasa brinner. Alla atomer som fanns i veden finns kvar men i andra former.

Det finns bara 92 olika sorters atomer i naturen. Ändå finns det tusentals olika ämnen och material. Det beror på att atomer oftast sitter ihop i lite större grupper som kallas molekyler.

Luft, vatten, fysikboken och vi själva är uppbyggda av olika atomer och molekyler. Atomer och molekyler är små partilklar som vi inte kan se var för sig, bara när det finns miljontals tillsammans.

Material Densitet

(kg/dm3)

Om du frågar någon vad som väger mest, 1 kg järn eller 1 kg vatten, så svarar de kanske 1 kg järn. Men 1 kg väger ju alltid 1 kg. Det har ingen betydelse av vilket material det består av. Men om man jämför lika stora volymer av järn och vatten så väger förstås järnet mer än vattnet.

heliumgas

0,00018

luft

0,0013

kork

0,2

furuträ

0,6

olivolja

0,92

is

0,92

vatten

1,00

saltvatten

1,03

ebenholtsträ

1,2

järn

7,9

bly

11,3

guld

19,3

Vatten har densiteten 1 kg/dm3.

1 liter (1 dm3) vatten väger ju 1 kg

Ett ämne med lägre densitet flyter ovanpå ett ämne med högre densitet. Det gäller också två vätskor. Olivolja som har lägre densitet än vatten flyter ovanpå vatten.

Atomer

Molekyler

väte

vätgas

kol

syrgas

Furuträ 0,6 kg/dm3 Vatten 1,00 kg/dm3

Is 0,92 kg/dm3 Vatten 1,00 kg/dm3

syre vatten

All materia består av små bitar som kallas atomer.

När två eller fler atomer sitter ihop, kallas det en molekyl.

30

Mått och materia

2

Järn 7,9 kg/dm3 Vatten 1,00 kg/dm3 koldioxid

2

Materia och densitet

31

Materia och densitet

Densitet

När du har läst avsnittet Materia och densitet ska du • känna till begreppet materia • veta att alla ämnen består av atomer

Järnatomer är stora och tunga och ligger tätt intill varandra.

Vattenmolekylerna är däremot ganska små och lätta. De är inte heller lika tätt packade som molekylerna i järn. 1 dm3 järn innehåller alltså både fler och tyngre partiklar än 1 dm3 vatten.

Därför har järn en högre densitet än vatten. Densitet mäts i enheten kilogram per kubikcentimeter, kg/dm3.

• veta att atomer kan bilda molekyler • känna till begreppet densitet • k unna ge några exempel på material som flyter eller sjunker i vatten

Materia

Flyta eller sjunka?

Alla ämnen är uppbyggda av oerhört små byggstenar som kallas atomer. Allt som är byggt av atomer har en massa och kallas av fysiker för materia.

I tabellen ser du att både kork och furuträ har lägre densitet än vatten. Det förklarar varför de flyter. Men ebenholtsträ har högre densitet än vatten. Det betyder att det sjunker i vatten.

Ordet materia kommer från latin och betyder ämne eller stoff.

Materia kan inte nyskapas eller förstöras. Materia kan bara omvandlas till andra former av materia. Du har kanske hört uttrycket ”inget kan försvinna, allt finns kvar”. Till exempel omvandlas veden till aska och rök när en brasa brinner. Alla atomer som fanns i veden finns kvar men i andra former.

Det finns bara 92 olika sorters atomer i naturen. Ändå finns det tusentals olika ämnen och material. Det beror på att atomer oftast sitter ihop i lite större grupper som kallas molekyler.

Luft, vatten, fysikboken och vi själva är uppbyggda av olika atomer och molekyler. Atomer och molekyler är små partilklar som vi inte kan se var för sig, bara när det finns miljontals tillsammans.

Material Densitet

(kg/dm3)

Om du frågar någon vad som väger mest, 1 kg järn eller 1 kg vatten, så svarar de kanske 1 kg järn. Men 1 kg väger ju alltid 1 kg. Det har ingen betydelse av vilket material det består av. Men om man jämför lika stora volymer av järn och vatten så väger förstås järnet mer än vattnet.

heliumgas

0,00018

luft

0,0013

kork

0,2

furuträ

0,6

olivolja

0,92

is

0,92

vatten

1,00

saltvatten

1,03

ebenholtsträ

1,2

järn

7,9

bly

11,3

guld

19,3

Vatten har densiteten 1 kg/dm3.

1 liter (1 dm3) vatten väger ju 1 kg

Ett ämne med lägre densitet flyter ovanpå ett ämne med högre densitet. Det gäller också två vätskor. Olivolja som har lägre densitet än vatten flyter ovanpå vatten.

Atomer

Molekyler

väte

vätgas

kol

syrgas

Furuträ 0,6 kg/dm3 Vatten 1,00 kg/dm3

Is 0,92 kg/dm3 Vatten 1,00 kg/dm3

syre vatten

All materia består av små bitar som kallas atomer.

När två eller fler atomer sitter ihop, kallas det en molekyl.

30

Mått och materia

2

Järn 7,9 kg/dm3 Vatten 1,00 kg/dm3 koldioxid

2

Materia och densitet

31

Plus sidor Exempel: Beräkna densiteten för socker och jämför med tabellvärdet på sidan 31.

Lastmärke Lastmärke eller plimsollmärke som det också kallas, är en märkning av ett fartygs lastkapacitet. Det visar hur mycket man kan lasta ett fartyg, beroende på vattnets densitet.

Lastmärket har fått sitt andra namn från Samuel Plimsoll, som under 1800-talet kämpade för att förbättra säkerheten för engelska sjömän. Hans kamp ledde till att det år 1875 antogs en lag i det brittiska parlamentet, som tvingade alla handelsfartyg att använda lastmärken.

L R TF F T S W WNA

Lastfartyg har ett lastmärke som visar hur djupt man kan lasta fartyget beroende på årstiden och i vilka vatten fartyget seglar.

Varför är lastmärkena olika för sommar i havsvatten och vinter i havsvatten? Och varför ligger märkena för sötvatten över märkena för havsvatten Ta reda på mer om lastmärken och Samuel Plimsoll.

Massan kan man mäta med en våg och volymen kan man antingen mäta eller räkna ut. s

s V=s·s·s

s

h

l

b

Föremål är ofta oregelbundna och det gör det svårare att beräkna volymen.

Då kan man stoppa ner biten i ett mätglas med vatten och läsa av volymförändringen.

V=l·b·h

Man kan beräkna volymen om man vet sidornas längd.

34

Mått och materia

2

0,18 dm

0,12 dm

volym = 0,18 dm · 0,12 dm · 0,15 dm ≈ 0,0032 dm3 densitet =

0,047 ≈ 1,5 kg/dm3 0,0032 kg/dm3

Räkna ut densiteten för en guldring. Stämmer värdet med tabellvärdet på sid. 31? Om det inte, varför?

Arkimedes

För att beräkna ett ämnes densitet behöver man ta reda på massan och volymen av en bit av ämnet. massa volym

massa = 0,0047 kg

Svar: Densiteten är ungefär 1,5 kg/dm3. Tabellvärdet är 1,6 kg/dm3 Avvikelsen kan bero på att det är skillnad mellan socker i sockerbit och socker i lösvikt.

Räkna med densitet

densitet =

Lloyd´s register tropiskt sötvatten sötvatten tropiskt havsvatten sommar i havsvatten vinter i havsvatten vinter i nordatlanten

0,15 dm

Lösning: Vi väger och mäter en sockerbit.

Arkimedes var en grekisk matematiker som levde på 200-talet före Kristus. Han bodde i Syrakusa på Sicilien, i Italien. Kung Hieron av Syracusa hade låtit en guldsmed tillverka en praktfull krona av rent guld. Men Hieron misstänkte att smeden var en bedragare och hade blandat upp guldet med silver. Han vände sig till Arkimedes för att få besked. Arkimedes, som kände till guldets densitet, jämförde kronans massa med guldet som smeden fått av kungen. Massan stämde. Men stämde volymen? Hur skulle Arkimedes ta reda på volymen hos något så oregelbundet format som en guldkrona? Han kunde smälta ner den eller hamra ut den för att mäta volymen, men då skulle den vara förstörd. Under tiden som han funderade tog han ett av sina dagliga bad. När han satte sig i vattnet märkte han att den vattenmängd som trängdes undan var lika stor som den del av hans kropp som var under vatten. Detta löste problemet, och i sin förtjusning rusade han genast upp ur karet och sprang naken hem och ropade ”heureka, heureka”. Det betyder ungefär ”jag har funnit det, jag har funnit det”. När han jämförde vattenmängden som trängdes undan av kronan, med volymen på guldet som smeden hade fått, visade det sig att kronan hade större volym än guldet. Kronan hade alltså lägre densitet än rent guld, guldsmeden var avslöjad.

Arkimedes (287–212 f.Kr.)

2

Mått och materia

35

Exempel: Beräkna densiteten för socker och jämför med tabellvärdet på sidan 31.

0,15 dm

Lösning: Vi väger och mäter en sockerbit. massa = 0,0047 kg

0,18 dm

0,12 dm

volym = 0,18 dm · 0,12 dm · 0,15 dm ≈ 0,0032 dm3 densitet =

0,047 ≈ 1,5 kg/dm3 0,0032 kg/dm3

Svar: Densiteten är ungefär 1,5 kg/dm3. Tabellvärdet är 1,6 kg/dm3 Avvikelsen kan bero på att det är skillnad mellan socker i sockerbit och socker i lösvikt.

Räkna ut densiteten för en guldring. Stämmer värdet med tabellvärdet på sid. 31? Om inte, varför?

Arkimedes Arkimedes var en grekisk matematiker som levde på 200-talet före Kristus. Han bodde i Syrakusa på Sicilien, i Italien. Kung Hieron av Syracusa hade låtit en guldsmed tillverka en praktfull krona av rent guld. Men Hieron misstänkte att smeden var en bedragare och hade blandat upp guldet med silver. Han vände sig till Arkimedes för att få besked. Arkimedes, som kände till guldets densitet, jämförde kronans massa med guldet som smeden fått av kungen. Massan stämde. Men stämde volymen? Hur skulle Arkimedes ta reda på volymen hos något så oregelbundet format som en guldkrona? Han kunde smälta ner den eller hamra ut den för att mäta volymen, men då skulle den vara förstörd. Under tiden som han funderade tog han ett av sina dagliga bad. När han satte sig i vattnet märkte han att den vattenmängd som trängdes undan var lika stor som den del av hans kropp som var under vatten. Detta löste problemet, och i sin förtjusning rusade han genast upp ur karet och sprang naken hem och ropade ”heureka, heureka”. Det betyder ungefär ”jag har funnit det, jag har funnit det”. När han jämförde vattenmängden som trängdes undan av kronan, med volymen på guldet som smeden hade fått, visade det sig att kronan hade större volym än guldet. Kronan hade alltså lägre densitet än rent guld, guldsmeden var avslöjad.

Arkimedes (287–212 f.Kr.)

2

Mått och materia

35

Uppslaget 2 Kan du?

Fundera mera

1. Varför var det besvärligt att handla med tyg mellan olika länder på 1700-talet?

1. Kan du ge exempel på något som inte är materia?

2. Ge exempel på situationer när du behöver veta hur stort eller tungt något är. När räcker det med att bara se eller känna efter?

2. Varför är det inte helt rätt att säga att lätta föremål flyter och tunga föremål sjunker?

3. Hur är sträckan 1 meter kopplad till jordklotets storlek?

Vem har rätt?

Det beror på föremålets massa och volym.

Lätta föremål flyter och tunga sjunker.

3. Vilket har störst densitet: 100 kg bly eller 1000 kg aluminium?

4. Vilket problem löste tumstocken?

5. Förklara hur enheterna decimeter, liter och kilogram hör ihop.

6. Usain Bolt har sprungit sträckan 100 m på tiden 9,58 s. Vilka storheter och enheter finns i denna mening?

7. Vilka prefix används ofta, och vad betyder de?

Nät och bibliotek 1. Hur många tum är 1 aln? Hur många fot är 1 famn?

2. Hur många kvadratmeter går det på en hektar?

Hur många hektar går det på ett tunnland?

3. Vilken har störst volym, en engelsk pint eller en amerikansk pint?

8. Vad menas med densitet?

4. Hur stor är en engelsk acre?

9. Förklara varför ett fartyg av järn flyter, när en järnspik sjunker.

5. Vilken densitet har havsvatten?

10. Ta reda på vad de olika måtten som är av­bil­­ dade här nedanför kallas och vad de används för. Titta i en omvandlingstabell och översätt måtten till centimeter, decimeter och meter.

7. Vad ägnar sig en geodet åt?

Gör ett försök

Räkna med mått och materia

Vad tycker du?

Vatten och sand

1. En sten har volymen 12 dm3 och väger 60 kg.

Vilken densitet har stenen?

En långfilm kan till exempel vara 144 minuter lång, det vill säga 2 timmar och 24 minuter. Vore det inte enklare om det gick 100 sekunder på en minut och 100 minuter på en timme? Då är 144 minuter samma som 1 timme och 44 minuter.

Borde man ändra vår tideräkning från 60 till 100?

Det är ju så krångligt att räkna med tid.

Du behöver: Bägare, mätcylinder, vatten, sand och våg Din uppgift är att ta reda på densiteten för sand och för vatten. a) Tänk noga efter hur du ska göra.

36

Mått och materia

2

Stora tunga föremål kan flyta, medan små och lätta kan sjunka.

Om något väger mer än vatten sjunker det. Annars flyter det.

6. Vad menas med deplacement?

Planera, genomför och redovisa din undersökning.

11. Vilka fördelar har SI-systemet?

Vilka föremål flyter på vatten och vilka sjunker?

b) Presentera ditt förslag för din lärare.

2. Ett föremål väger 25 kg och har volymen 32 dm3. Kommer föremålet att sjunka i vatten?

3. Vad tror du att luften i ett klassrum väger?

Densiteten för luft är 1,3 kg/m3, det betyder att varje kubikmeter luft väger 1,3 kilogram.

Ta reda på klassrummets volym och beräkna luftens massa.

2

Mått och materia

37

Uppslaget 2 Kan du?

Fundera mera

1. Varför var det besvärligt att handla med tyg mellan olika länder på 1700-talet?

1. Kan du ge exempel på något som inte är materia?

2. Ge exempel på situationer när du behöver veta hur stort eller tungt något är. När räcker det med att bara se eller känna efter?

2. Varför är det inte helt rätt att säga att lätta föremål flyter och tunga föremål sjunker?

3. Hur är sträckan 1 meter kopplad till jordklotets storlek?

Vem har rätt?

Det beror på föremålets massa och volym.

Lätta föremål flyter och tunga sjunker.

3. Vilket har störst densitet: 100 kg bly eller 1000 kg aluminium?

4. Vilket problem löste tumstocken?

5. Förklara hur enheterna decimeter, liter och kilogram hör ihop.

6. Usain Bolt har sprungit sträckan 100 m på tiden 9,58 s. Vilka storheter och enheter finns i denna mening?

7. Vilka prefix används ofta, och vad betyder de?

Nät och bibliotek 1. Hur många tum är 1 aln? Hur många fot är 1 famn?

2. Hur många kvadratmeter går det på en hektar?

Hur många hektar går det på ett tunnland?

3. Vilken har störst volym, en engelsk pint eller en amerikansk pint?

8. Vad menas med densitet?

4. Hur stor är en engelsk acre?

9. Förklara varför ett fartyg av järn flyter, när en järnspik sjunker.

5. Vilken densitet har havsvatten?

10. Ta reda på vad de olika måtten som är av­bil­­ dade här nedanför kallas och vad de används för. Titta i en omvandlingstabell och översätt måtten till centimeter, decimeter och meter.

7. Vad ägnar sig en geodet åt?

Gör ett försök

Räkna med mått och materia

Vad tycker du?

Vatten och sand

1. En sten har volymen 12 dm3 och väger 60 kg.

Vilken densitet har stenen?

En långfilm kan till exempel vara 144 minuter lång, det vill säga 2 timmar och 24 minuter. Vore det inte enklare om det gick 100 sekunder på en minut och 100 minuter på en timme? Då är 144 minuter samma som 1 timme och 44 minuter.

Borde man ändra vår tideräkning från 60 till 100?

Det är ju så krångligt att räkna med tid.

Du behöver: Bägare, mätcylinder, vatten, sand och våg Din uppgift är att ta reda på densiteten för sand och för vatten. a) Tänk noga efter hur du ska göra.

36

Mått och materia

2

Stora tunga föremål kan flyta, medan små och lätta kan sjunka.

Om något väger mer än vatten sjunker det. Annars flyter det.

6. Vad menas med deplacement?

Planera, genomför och redovisa din undersökning.

11. Vilka fördelar har SI-systemet?

Vilka föremål flyter på vatten och vilka sjunker?

b) Presentera ditt förslag för din lärare.

2. Ett föremål väger 25 kg och har volymen 32 dm3. Kommer föremålet att sjunka i vatten?

3. Vad tror du att luften i ett klassrum väger?

Densiteten för luft är 1,3 kg/m3, det betyder att varje kubikmeter luft väger 1,3 kilogram.

Ta reda på klassrummets volym och beräkna luftens massa.

2

Mått och materia

37

Laborationer 2 1 Hur mycket väger det?

2 Volymen av ett oregelbundet föremål

Du behöver: Olika föremål, våg

Du behöver: Modellera, volymbägare, vatten, mätcylinder eller graderad bägare

Hur bra är du på att uppskatta hur mycket ett föremål väger? a) Gör en tabell där du för in föremålets namn och din uppskattning av hur mycket det väger.

Väg därefter föremålet och för in mätvärdet i tabellen. b) Jämför dina uppskattningar med dina mät­ värden. Vilket föremåls vikt uppskattade du bäst?

a) Gör en figur av leran och ta reda på figurens volym med hjälp av volymbägaren. b) Ta din lerfigur och gör en ny figur av den.

Har den samma volym som din första figur?

3 Skärmstorlekar

a) Vägde livsmedlen lika mycket? Hade 100 g av livsmedlen samma volym? Försök förklara ditt resultat. b) Vilken egenskap skiljer de båda livsmedlen åt?

5 Vilket ämne är det?

Du behöver: Föremål av olika material, volymbägare/mätcylinder, vatten, våg, miniräknare

Du behöver: Linjal, tumstock

Olika ämnen har olika densitet. Det kan man använda för att ta reda på vilket ämne ett föremål är gjort av.

Som du säkert vet anges både datorskärmens och tv-skärmens storlek i tum. En vanlig datorskärm är ofta 15 eller 17 tum stor. Ta reda på vad man menar med det. Testa!

a) Ta reda på vad föremålen väger och för in i en tabell. Bestäm sedan föremålens volymer, till exempel genom att sänka ner dem i en mätcylinder fylld med vatten.

a) Vilken längd på skärmen är det som anges då man talar om skärmstorlek?

b) Använd dina mätvärden för att beräkna vilken densitet de olika föremålen har och för in det i din tabell.

b) Hur mycket större är en 28 tums tv-skärm jämfört med en 20 tums?

4 Socker och havregryn

6 Vätskor

Du behöver: Vatten, T-sprit, mjölk, matolja, mätcylinder, våg, miniräknare Väger alla vätskor lika mycket? Det beror givetvis på hur mycket av vätskorna man väger. Men man kan jämföra vätskornas densitet. Planera och genomför en undersökning där du tar reda på densiteten för några olika vätskor.

c) Jämför dina värden med en tabellsamling.

Vilka ämnen är det troligt att föremålen är tillverkade av?

Du behöver: Måttsats eller decilitermått, våg, bägare, pappersformar, socker, havregryn Jämför två vanliga livsmedel, havregryn och socker.

Mät upp 3 dl havregryn i en form och 3 dl socker i en annan. Tror du att de väger lika mycket? Gissa först och väg sedan.

När du är klar med vägningen jämför du voly­ merna. Tror du att 100 g av havregrynen och 100 g av socker har samma volym? Gissa först och mät sedan.

38

Mått och materia

2

7 Är det guld?

Du behöver: Okänt föremål, våg, volymbägare Du har just fått ett tungt, glänsande och guldfärgat föremål i din hand. Är det gjort av guld?

Eller är det något annat ämne? Ta reda på vad föremålet kan bestå av. Hur säkert är ditt svar?

2

Mått och materia

39

Laborationer 2 1 Hur mycket väger det?

2 Volymen av ett oregelbundet föremål

Du behöver: Olika föremål, våg

Du behöver: Modellera, volymbägare, vatten, mätcylinder eller graderad bägare

Hur bra är du på att uppskatta hur mycket ett föremål väger? a) Gör en tabell där du för in föremålets namn och din uppskattning av hur mycket det väger.

Väg därefter föremålet och för in mätvärdet i tabellen. b) Jämför dina uppskattningar med dina mät­ värden. Vilket föremåls vikt uppskattade du bäst?

a) Gör en figur av leran och ta reda på figurens volym med hjälp av volymbägaren. b) Ta din lerfigur och gör en ny figur av den.

Har den samma volym som din första figur?

3 Skärmstorlekar

a) Vägde livsmedlen lika mycket? Hade 100 g av livsmedlen samma volym? Försök förklara ditt resultat. b) Vilken egenskap skiljer de båda livsmedlen åt?

5 Vilket ämne är det?

Du behöver: Föremål av olika material, volymbägare/mätcylinder, vatten, våg, miniräknare

Du behöver: Linjal, tumstock

Olika ämnen har olika densitet. Det kan man använda för att ta reda på vilket ämne ett föremål är gjort av.

Som du säkert vet anges både datorskärmens och tv-skärmens storlek i tum. En vanlig datorskärm är ofta 15 eller 17 tum stor. Ta reda på vad man menar med det. Testa!

a) Ta reda på vad föremålen väger och för in i en tabell. Bestäm sedan föremålens volymer, till exempel genom att sänka ner dem i en mätcylinder fylld med vatten.

a) Vilken längd på skärmen är det som anges då man talar om skärmstorlek?

b) Använd dina mätvärden för att beräkna vilken densitet de olika föremålen har och för in det i din tabell.

b) Hur mycket större är en 28 tums tv-skärm jämfört med en 20 tums?

4 Socker och havregryn

6 Vätskor

Du behöver: Vatten, T-sprit, mjölk, matolja, mätcylinder, våg, miniräknare Väger alla vätskor lika mycket? Det beror givetvis på hur mycket av vätskorna man väger. Men man kan jämföra vätskornas densitet. Planera och genomför en undersökning där du tar reda på densiteten för några olika vätskor.

c) Jämför dina värden med en tabellsamling.

Vilka ämnen är det troligt att föremålen är tillverkade av?

Du behöver: Måttsats eller decilitermått, våg, bägare, pappersformar, socker, havregryn Jämför två vanliga livsmedel, havregryn och socker.

Mät upp 3 dl havregryn i en form och 3 dl socker i en annan. Tror du att de väger lika mycket? Gissa först och väg sedan.

När du är klar med vägningen jämför du voly­ merna. Tror du att 100 g av havregrynen och 100 g av socker har samma volym? Gissa först och mät sedan.

38

Mått och materia

2

7 Är det guld?

Du behöver: Okänt föremål, våg, volymbägare Du har just fått ett tungt, glänsande och guldfärgat föremål i din hand. Är det gjort av guld?

Eller är det något annat ämne? Ta reda på vad föremålet kan bestå av. Hur säkert är ditt svar?

2

Mått och materia

39

Vårt energibehov

Elektrisk energi kan lätt omvandlas till andra energiformer som rörelse, ljud, ljus och värme. Därför har elektrisk energi hög kvalitet. Rörelseenergi kan lätt omvandlas till elektrisk energi och sedan vidare till andra former. Därför har rörelseenergi också hög kvalitet.

När du har läst avsnittet Vårt energibehov ska du

Men värmeenergi har låg kvalitet eftersom den är svår att göra om till andra energiformer. I ett kolkraftverk omvandlas värmeenergin som bildas när kolet brinner, till elektrisk energi. Men det är bara en liten del av värmen som blir el. Resten värmer bara upp luften.

• veta vad som menas med energikvalitet • känna till varifrån vi får vår energi • veta vad som menas med fossila bränslen • veta vad som menas med förnybara energikällor

Fossila bränslen Energikvalitet När det talas om energi i radio, tv och tidningar handlar det ofta om hur vi ska få energin att räcka i framtiden. Vi gör hela tiden saker som kräver mer och mer energi. Men om energin aldrig kan försvinna borde det väl inte vara något problem att få den att räcka till? Jo det är det, för alla sorters energi är inte lika lätta att använda.

Man säger att olika energiformer har olika hög kvalitet.

I en solvärmeanläggning omvandlas solenergin direkt till värme.

Vi förbrukar stora mängder fossila bränslen idag, mycket fortare än det bildas nya. Oljan kommer att räcka 30–40 år enligt vissa experter, medan andra säger att den tar slut redan om 10–20 år. Men alla är överens om att oljan kommer att ta slut ganska snart, om vi inte minskar vår förbrukning. Samma sak gäller alla andra fossila bränslen.

När man använder fossila bränslen bildas det alltid skadliga ämnen som är farliga för miljön. Hälsoproblem i städerna på grund av sotpartiklar i luften och försurningen i naturen med skogsskador och döda sjöar är några exempel. Men det kanske allvarligaste hotet är att förbränning av fossila bränslen ökar mängden växthusgaser i atmosfären. Därför är en minskad förbrukning av fossila bränslen nödvändig för att stoppa den globala uppvärmningen.

Världens oljeresurser räcker inte om vi fortsätter att förbruka oljan som idag.

Kärnkraft Atomens kärna hålls samman av en stark kraft. Om man klyver atomkärnan frigörs den energi som höll ihop atomen. I ett kärnkraftverk utnyttjar men denna energi som finns lagrad i atomerna. Som bränsle använder man uranatomer som man klyver under kontrollerade former.

Kärnkraft ger inga avgaser, men vid olyckor kan det läcka ut mycket farliga radioaktiva gaser. Säkerheten är därför väldigt viktig vid kärnkraftverk. Det använda bränslet sänder dessutom ut farlig strålning som gör att det måste lagras på ett säkert sätt i hundra tusen år.

154

Energi

8

8

Vårt energibehov

155

Vårt energibehov

Elektrisk energi kan lätt omvandlas till andra energiformer som rörelse, ljud, ljus och värme. Därför har elektrisk energi hög kvalitet. Rörelseenergi kan lätt omvandlas till elektrisk energi och sedan vidare till andra former. Därför har rörelseenergi också hög kvalitet.

När du har läst avsnittet Vårt energibehov ska du

Men värmeenergi har låg kvalitet eftersom den är svår att göra om till andra energiformer. I ett kolkraftverk omvandlas värmeenergin som bildas när kolet brinner, till elektrisk energi. Men det är bara en liten del av värmen som blir el. Resten värmer bara upp luften.

• veta vad som menas med energikvalitet • känna till varifrån vi får vår energi • veta vad som menas med fossila bränslen • veta vad som menas med förnybara energikällor

Fossila bränslen Energikvalitet När det talas om energi i radio, tv och tidningar handlar det ofta om hur vi ska få energin att räcka i framtiden. Vi gör hela tiden saker som kräver mer och mer energi. Men om energin aldrig kan försvinna borde det väl inte vara något problem att få den att räcka till? Jo det är det, för alla sorters energi är inte lika lätta att använda.

Man säger att olika energiformer har olika hög kvalitet.

I en solvärmeanläggning omvandlas solenergin direkt till värme.

Vi förbrukar stora mängder fossila bränslen idag, mycket fortare än det bildas nya. Oljan kommer att räcka 30–40 år enligt vissa experter, medan andra säger att den tar slut redan om 10–20 år. Men alla är överens om att oljan kommer att ta slut ganska snart, om vi inte minskar vår förbrukning. Samma sak gäller alla andra fossila bränslen.

När man använder fossila bränslen bildas det alltid skadliga ämnen som är farliga för miljön. Hälsoproblem i städerna på grund av sotpartiklar i luften och försurningen i naturen med skogsskador och döda sjöar är några exempel. Men det kanske allvarligaste hotet är att förbränning av fossila bränslen ökar mängden växthusgaser i atmosfären. Därför är en minskad förbrukning av fossila bränslen nödvändig för att stoppa den globala uppvärmningen.

Världens oljeresurser räcker inte om vi fortsätter att förbruka oljan som idag.

Kärnkraft Atomens kärna hålls samman av en stark kraft. Om man klyver atomkärnan frigörs den energi som höll ihop atomen. I ett kärnkraftverk utnyttjar men denna energi som finns lagrad i atomerna. Som bränsle använder man uranatomer som man klyver under kontrollerade former.

Kärnkraft ger inga avgaser, men vid olyckor kan det läcka ut mycket farliga radioaktiva gaser. Säkerheten är därför väldigt viktig vid kärnkraftverk. Det använda bränslet sänder dessutom ut farlig strålning som gör att det måste lagras på ett säkert sätt i hundra tusen år.

154

Energi

8

8

Vårt energibehov

155

Sammanfattning 8

Förnybara energikällor Det vi behöver är energikällor som aldrig tar slut. Sådana energikällor kallas förnybara energikällor. Vattenkraft, vindkraft, solenergi och vågenergi är några exempel på förnybara energikällor.

De är alla faktiskt en sorts solenergi eftersom strömmande vatten, vågor och luftströmmar skapas av energin från solen.

 Det finns många olika former av energi. Energin kan ald­ rig försvinna, bara omvandlas till andra former. Det är sådana omvandlingar som gör att det händer någonting.

Ett äppelträd fångar upp solenergin och omvandlar den till kemisk energi i näringsämnena i äpplet. När du ätit äpplet omvandlar din kropp energin till rörelseenergi i musklerna.

En speciell typ av förnybar energikälla är biobränslen. Biobränslen är förnybara bränslen som tillverkas av levande organismer.

Sågspån, flis eller hela träd från snabbväxande energiskogar är viktiga råvaror vid tillverkningen av biobränslen. Växterna har hämtat sin energi från solljuset och lagrat den som kemisk energi.

 Energiprincipen säger: Energi kan inte skapas eller

Det är absolut nödvändigt att vi använder de förnybara energikällorna mer. Fysiker, kemister och tekniker forskar kring hur vi ska kunna utnyttja dem bättre. Samtidigt måste vi också se till att inte slösa energi i onödan.

förstöras. Energi kan bara omvandlas till andra energiformer.

 Några vanliga energiformer är: Solenergi, kemisk energi, Hauptbahnhof i Berlin har ett halv­ genomskinligt glastak med solceller.

rörelseenergi, lägesenergi, elektrisk energi, ljudenergi, ljusenergi, elastisk energi och värmeenergi.

 I fysiken betyder arbete en energiöverföring där man använ­der en kraft för att flytta ett föremål. Man kan räkna ut hur stort arbetet är genom att ta kraften gånger sträckan. Enheten är new­tonmeter (Nm) eller joule (J).

 Ett och samma arbete kan utföras på olika sätt. Man

Volkswagen är den första biltillverkaren som genomfört en tävlingssatsning med en biogasbil.

Kan du?

Vilka energikällor kan räknas som förnybara?

1. Ge två exempel på energiformer med hög kvalitet.

a) naturgas

e) kärnkraft

2. Varför säger man att värme är energi med låg kvalitet?

b) biogas

f) solenergi

c) brunkol

g) vattenkraft

d) etanol

h) olja

3. Vad är fossila bränslen?

4. Vad menas med förnybara energikällor?

156

Energi

8

klarar sig med en mindre kraft om man tar en längre väg till målet. Mekanikens gyllene regel: Det man vinner i kraft förlorar man i väg. Ett exempel är det lutande planet, som kan användas både till att bygga pyramider och för att ta sig uppför höga berg på serpentinvägar.

 Olika sorters energi är olika lätta att ta tillvara. Man säger att de har olika kvalitet. Elenergi och rörelseenergi har hög kvalitet. Värmeenergi har låg kvalitet.

 När vi använder energi omvandlas den nästan alltid till vär­me som är svår att använda på nytt. Därför måste vi söka nya en­ergikällor. En lösning är att använda förnybara energikäl­lor i större utsträckning, till exempel solenergi, vindenergi och olika biobränslen.

8

Energi

157

Sammanfattning 8

Förnybara energikällor Det vi behöver är energikällor som aldrig tar slut. Sådana energikällor kallas förnybara energikällor. Vattenkraft, vindkraft, solenergi och vågenergi är några exempel på förnybara energikällor.

De är alla faktiskt en sorts solenergi eftersom strömmande vatten, vågor och luftströmmar skapas av energin från solen.

 Det finns många olika former av energi. Energin kan ald­ rig försvinna, bara omvandlas till andra former. Det är sådana omvandlingar som gör att det händer någonting.

Ett äppelträd fångar upp solenergin och omvandlar den till kemisk energi i näringsämnena i äpplet. När du ätit äpplet omvandlar din kropp energin till rörelseenergi i musklerna.

En speciell typ av förnybar energikälla är biobränslen. Biobränslen är förnybara bränslen som tillverkas av levande organismer.

Sågspån, flis eller hela träd från snabbväxande energiskogar är viktiga råvaror vid tillverkningen av biobränslen. Växterna har hämtat sin energi från solljuset och lagrat den som kemisk energi.

 Energiprincipen säger: Energi kan inte skapas eller

Det är absolut nödvändigt att vi använder de förnybara energikällorna mer. Fysiker, kemister och tekniker forskar kring hur vi ska kunna utnyttja dem bättre. Samtidigt måste vi också se till att inte slösa energi i onödan.

förstöras. Energi kan bara omvandlas till andra energiformer.

 Några vanliga energiformer är: Solenergi, kemisk energi, Hauptbahnhof i Berlin har ett halv­ genomskinligt glastak med solceller.

rörelseenergi, lägesenergi, elektrisk energi, ljudenergi, ljusenergi, elastisk energi och värmeenergi.

 I fysiken betyder arbete en energiöverföring där man använ­der en kraft för att flytta ett föremål. Man kan räkna ut hur stort arbetet är genom att ta kraften gånger sträckan. Enheten är new­tonmeter (Nm) eller joule (J).

 Ett och samma arbete kan utföras på olika sätt. Man

Volkswagen är den första biltillverkaren som genomfört en tävlingssatsning med en biogasbil.

Kan du?

Vilka energikällor kan räknas som förnybara?

1. Ge två exempel på energiformer med hög kvalitet.

a) naturgas

e) kärnkraft

2. Varför säger man att värme är energi med låg kvalitet?

b) biogas

f) solenergi

c) brunkol

g) vattenkraft

d) etanol

h) olja

3. Vad är fossila bränslen?

4. Vad menas med förnybara energikällor?

156

Energi

8

klarar sig med en mindre kraft om man tar en längre väg till målet. Mekanikens gyllene regel: Det man vinner i kraft förlorar man i väg. Ett exempel är det lutande planet, som kan användas både till att bygga pyramider och för att ta sig uppför höga berg på serpentinvägar.

 Olika sorters energi är olika lätta att ta tillvara. Man säger att de har olika kvalitet. Elenergi och rörelseenergi har hög kvalitet. Värmeenergi har låg kvalitet.

 När vi använder energi omvandlas den nästan alltid till vär­me som är svår att använda på nytt. Därför måste vi söka nya en­ergikällor. En lösning är att använda förnybara energikäl­lor i större utsträckning, till exempel solenergi, vindenergi och olika biobränslen.

8

Energi

157

Plus sidor Skillnaden mellan energi och arbete Är energi och arbete samma sak, de mäts ju båda i enheten joule?

Nej, inte riktigt! Vi kan jämföra med pengar. Pengar och betalning är inte samma sak. En betalning handlar alltid om pengar som överförs. Men pengar behöver inte vara en betalning, de kan ju ligga stilla i en spargris.

Arbete liknar betalning eftersom man överför något, i det här fallet energi. Energi och pengar liknar varandra på det sättet att de antingen kan vara sparade någonstans eller överföras.

Det lutande planet Hur gjorde egyptierna när de byggde pyramider för över 5 000 år sedan? Cheops pyramid som fortfarande är ett av jordens största byggnadsverk, består av cirka 2 300 000 stenblock, där varje block väger 2,5 ton. Egentligen vet man inte hur de gjorde. Att det var tusentals slavar som lyfte upp blocken verkar helt orimligt. Fynd på platsen och praktiska försök tyder istället på att de använde sig av det lutande planet. Först byggde man en ramp av sten och lera fram till pyramiden och runt den. Sedan drog man stenblocken på en sorts slädar eller rullade dem på stockar. Vägen upp till toppen blev kanske 1 000 m i stället för 100 m, men det behövdes blev betydligt mindre kraft.

Med hjälp av lutande plan kunde man i det forntida Egypten bygga pyramiderna med stenblock som vägde tusentals kilo.

Att lagra energi I ett modernt samhälle är en jämn tillgång på energi nödvändig. Ett långvarigt strömavbrott skapar väldiga problem eftersom nästan allt vi har omkring oss drivs med elenergi. Energibehovet är dessutom ofta olika under året. Det behövs mycket mer energi under vintern då det är kallt, än under sommaren. Därför måste vi kunna lagra energi på ett bra sätt som passar med våra behov.

158

Energi

8

Finns det fler sätt att lagra energi?

Vad är Smart Grid? Ta reda på mer om energilagring.

I ett vattenkraftverk omvandlas vattnets rörelseenergi till elektrisk energi i kraftverkens generatorer. Men kraftverken måste leverera el under hela året och inte bara vid vårfloden då vattnet är i rörelse. Därför lagrar man vatten i dammar som fylls på under snösmältningen. Och genom att släppa igenom lagom mycket vatten vid vattenkraftverken, kan vattnet räcka hela året.

Ett batteri är ett annat sätt att lagra energi. I batteriet är energin lagrad som kemisk energi som omvandlas till elektrisk energi när man ringer med mobilen, eller startar bilen. Förr kunde man veva igång en bil med en vev, men nu för tiden har alla bilar ett batteri som drar igång motorn. Mobiltelefoner, klockor och kameror drar inte så mycket ström. Därför räcker det med ett eller några små batterier, för att de ska fungera.

Hur gjorde man förr?

I många tusen år hade människan framförallt tre energikällor – sin egen muskelkraft, muskelkraft från husdjur och ved. Vid mitten av 1700-talet svarade de här tre energikällorna fortfarande för 80 procent av all energianvändning. Resten var framförallt vind och vattenkraft som användes av väderkvarnar, segelfartyg och maskiner som drevs av vattenhjul.

Under slutet av 1700-talet förändrades behovet av energi dramatiskt. Industrialiseringen krävde mycket energi. Ångmaskiner i fabriker, fartyg och tåg fick stor betydelse och kol blev den nya energikällan. Under 1800- och 1900-talen industrialiserades stora delar av världen. Energiförbrukningen ökade ytterligare och samtidigt ökade människans negativa påverkan på miljön. Är det möjligt att vrida klockan tillbaka? Kan vi kunna leva som människorna gjorde före industrialiseringen? Nej det går inte. Även om vi avstår från datorer, bilar, kylskåp och semesterresor. Det finns idag så många människor på jorden att maten inte skulle räcka till utan moderna och energikrävande jordbruksmetoder. Men vi kan utveckla vår teknik och välja förnyelsebara energikällor som solenergi, vattenkraft, biobränslen och vindkraft.

För många maskiner använder man fortfarande en gammal enhet när man ska beskriva effekten.

En bils motoreffekt mäts ofta i hästkrafter. Var kommer storheten hästkrafter från och hur många watt är en hästkraft?

8

Energi

159

3.

Ljusets reflexion sid. 91

3. Ja, annars skulle du inte se nyckelhålet. Men ljuset sprids och det blir glesare mellan ljusstrålarna ju längre bort man står.

4. En konkav spegel buktar som en skål och reflekterar inkommande parallella ljusstrålar så de samlas i brännpunkten. Det ger en förstorad bild.

5. En konvex spegel buktar som utsidan på en boll och sprider inkommande parallella ljusstrålar. Det ger en förminskad bild.

Konkav lins

1. bränn-

NORMAL

punkt

2. Reflexionslagen säger att reflexionsvinkeln är lika stor som infallsvinkeln.

3. En konkav spegel kan användas som sminkspegel eftersom den ger en förstorad bild på nära håll. En konvex spegel kan användas som backspegel eftersom den förminskar bilden och gör att man kan se så mycket som möjligt av omgivningen bakåt.

1. d) infallsvinkeln är alltid lika stor som f) reflexionsvinkeln. Det kallas c) reflexionslagen.

2. En e) konvex spegel buktar utåt.

3. L jusstrålar som träffar en konkav spegel, reflekteras mot spegelns a) brännpunkt.

4. En b) konkav spegel buktar inåt.

När ljusstrålar träffar en konkav lins, bryts strålarna så att det ser ut som om de kom från en punkt framför linsen.

4.

Konvex lins

brännpunkt

•

När ljusstrålar träffar en konvex lins bryts de och samlas i bränn­punkten.

Ljusets brytning sid. 96

är rätt? När ljus går från ett tätare ämne • Vilket till ett tunnare blir: b) brytningsvinkeln större än

1. När ljus går från vatten till luft blir brytningsvinkeln större än infallsvinkeln.

Färger sid. 100

infal

lsvin

kel brytn

ingsv

inkel

2. Totalreflexion är när allt ljus reflekteras tillbaka. Det inträffar då ljuset går från ett tätare till ett tunnare medium och infallsvinkeln är tillräckligt stor.

infallsvinkeln.

1. Om man låter vitt ljus, till exempel solljus, passera ett prisma delas det vita ljuset upp i regnbågens färger.

2. Ljus kan beskrivas på två sätt, som en vågrörelse eller en svärm av partiklar som kallas fotoner.

3. Ljus är en vågrörelse. Solens ljusvågor svänger i alla riktningar och om de har reflekterats mot till exempel en vattenyta svänger de bara i en riktning. Det kallas för att ljuset har polariserats.

1. Glasbiten A kallas prisma.

2. Ljusstråle B har vit färg. Vitt är en blandning av ljus av alla färger.

•

Kan du? sid. 104 1. Ljusstrålar från en ljuskälla reflekteras mot din hand.

Du ser handen när de reflekterade strålarna från handen går igenom pupillen och träffar näthinnan.

2. Ljus kan bara gå rakt fram och när ljuset hindras av något blir det en skugga bakom föremålet.

238

Facit

6. Ljuset bryts när det träffar vattenytan (både ovanifrån och underifrån). Den delen av åran som är under vatten ser ut att ligga annorlunda än den delen av åran som är ovanför vattnet. Det ser ut som om åran är ”knäckt”.

7. Fiberoptik kan leda ljus eftersom ljuset totalreflekteras mot fibertrådens sidor.

8. En konkav lins är tunnast på mitten och sprider ljusstrålar. En konvex lins är tjockast på mitten och samlar ljusstrålar.

9. Vitt ljus är en blandning av ljus med alla olika färger.

10. Det mesta av ljuset går rakt igenom men en liten del reflekteras också. Det är därför du kan se själva materialet också.

11. När ljus går från ett tätare material till ett tunnare material, till exempel från glas till luft, reflekteras en del av ljuset. Om infallsvinkeln är tillräckligt stor, reflekteras allt ljus och inget kommer ut i luften. Det kallas totalreflektion.

12. Om man är närsynt är ögat lite för långt och bilden hamnar inte på näthinnan utan framför den. Om man är översynt är ögat för kort och bilden hamnar bakom näthinnan. När man drabbas av ålderssynthet har linsen blivit stelare och ställer inte om sig lika bra för seende på nära håll.

13. En kamera fungerar ungefär som ett öga. Ljuset kommer in genom objektivet som innehåller en eller flera linser. Dessa fungerar som ögats lins och bryter samman ljusstrålarna så att de hamnar på den ljuskänsliga filmen eller detektorn (motsvarar ögats näthinna). Mängden ljus som släpps in i kameran regleras med hjälp av bländaren (motsvarar ögats pupill).

14. Vitt ljus träffar på gräset och gräset reflekterar alla färger utom rött. Vi uppfattar då det reflekterade ljuset som grönt.

15. Fotoner är ”ljuspartiklar” som innehåller olika mycket energi och har då olika färg.

Kapitel 6 Kraft och tryck Kraft sid. 113 1. Kraft mäts i enheten newton, N. 2. Vikt är samma sak som massa. Det är ett mått på hur mycket materia som finns i ett föremål. Tyngden är samma sak som tyngdkraften som drar i föremålet.

3. Det finns två krafter som påverkar boken. Tyngdkraft som beror på bokens massa och en lika stor, men motsatt riktad, motkraft från bordet som kallas normalkraft.

4. Ett föremåls tyngdpunkt är den punkt man kan tänka sig att hela dess massa är samlad och tyngdkraften verkar dra i.

Vad är massa? a) Massa är samma sak som vikt.

•

Tryck sid. 118 1. Tryck mäts i N/m² eller pascal, Pa. 2. Ett vattentorn är ett exempel på kommunicerande kärl. Eftersom trycket i en vätska sprids åt alla håll kan man utnyttja detta för att trycka ut vatten ur vattenledningar i omkringliggande hus. Vattentornet måste vara högre än det högsta huset eftersom vattnet bara kan stiga så högt upp som vattenytan i tornet.

3. Om man komprimerar gas så att den pressas ihop och tar mindre plats skapar man ett övertryck. Det utnyttjas bland annat i sprayflaskor.

Vilket ska bort?: b) mobiltelefonen, den saknar tryck.

•

Kan du? sid. 122 1. Till varje kraft hör en motkraft. Till exempel om du sitter i en båt och skjuter ifrån bryggan med en kraft finns en lika stor motkraft som är riktad åt motsatt håll alltså från bryggan till din hand.

2. Alla föremål som har en massa, all materia, påverkas av en tyngdkraft.

3. Astronauter har kvar sin massa, det vill säga sin vikt.

Däremot påverkas de inte av någon gravitation i rymden, så de tycks vara tyngdlösa.

4. Stödyta är den yta som ett föremål står på, till exempel den del av en papperskorg som står på underlaget. Stödytan hos en stol är den yta som finns innanför stolens fyra ben.

5. När du står på ett ben blir stödytan mindre än om du står på två ben och du måste luta dig lite åt ena sidan för att tyngdpunkten ska hamna över stödytan.

6. Tryck anger hur en kraft fördelas på en yta.

Facit

239

3.

Ljusets reflexion sid. 91

3. Ja, annars skulle du inte se nyckelhålet. Men ljuset sprids och det blir glesare mellan ljusstrålarna ju längre bort man står.

4. En konkav spegel buktar som en skål och reflekterar inkommande parallella ljusstrålar så de samlas i brännpunkten. Det ger en förstorad bild.

5. En konvex spegel buktar som utsidan på en boll och sprider inkommande parallella ljusstrålar. Det ger en förminskad bild.

Konkav lins

1. bränn-

NORMAL

punkt

2. Reflexionslagen säger att reflexionsvinkeln är lika stor som infallsvinkeln.

3. En konkav spegel kan användas som sminkspegel eftersom den ger en förstorad bild på nära håll. En konvex spegel kan användas som backspegel eftersom den förminskar bilden och gör att man kan se så mycket som möjligt av omgivningen bakåt.

1. d) infallsvinkeln är alltid lika stor som f) reflexionsvinkeln. Det kallas c) reflexionslagen.

2. En e) konvex spegel buktar utåt.

3. L jusstrålar som träffar en konkav spegel, reflekteras mot spegelns a) brännpunkt.

4. En b) konkav spegel buktar inåt.

När ljusstrålar träffar en konkav lins, bryts strålarna så att det ser ut som om de kom från en punkt framför linsen.

4.

Konvex lins

brännpunkt

•

När ljusstrålar träffar en konvex lins bryts de och samlas i bränn­punkten.

Ljusets brytning sid. 96

är rätt? När ljus går från ett tätare ämne • Vilket till ett tunnare blir: b) brytningsvinkeln större än

1. När ljus går från vatten till luft blir brytningsvinkeln större än infallsvinkeln.

Färger sid. 100

infal

lsvin

kel brytn

ingsv

inkel

2. Totalreflexion är när allt ljus reflekteras tillbaka. Det inträffar då ljuset går från ett tätare till ett tunnare medium och infallsvinkeln är tillräckligt stor.

infallsvinkeln.

1. Om man låter vitt ljus, till exempel solljus, passera ett prisma delas det vita ljuset upp i regnbågens färger.

2. Ljus kan beskrivas på två sätt, som en vågrörelse eller en svärm av partiklar som kallas fotoner.

3. Ljus är en vågrörelse. Solens ljusvågor svänger i alla riktningar och om de har reflekterats mot till exempel en vattenyta svänger de bara i en riktning. Det kallas för att ljuset har polariserats.

1. Glasbiten A kallas prisma.

2. Ljusstråle B har vit färg. Vitt är en blandning av ljus av alla färger.

•

Kan du? sid. 104 1. Ljusstrålar från en ljuskälla reflekteras mot din hand.

Du ser handen när de reflekterade strålarna från handen går igenom pupillen och träffar näthinnan.

2. Ljus kan bara gå rakt fram och när ljuset hindras av något blir det en skugga bakom föremålet.

238

Facit

6. Ljuset bryts när det träffar vattenytan (både ovanifrån och underifrån). Den delen av åran som är under vatten ser ut att ligga annorlunda än den delen av åran som är ovanför vattnet. Det ser ut som om åran är ”knäckt”.

7. Fiberoptik kan leda ljus eftersom ljuset totalreflekteras mot fibertrådens sidor.

8. En konkav lins är tunnast på mitten och sprider ljusstrålar. En konvex lins är tjockast på mitten och samlar ljusstrålar.

9. Vitt ljus är en blandning av ljus med alla olika färger.

10. Det mesta av ljuset går rakt igenom men en liten del reflekteras också. Det är därför du kan se själva materialet också.

11. När ljus går från ett tätare material till ett tunnare material, till exempel från glas till luft, reflekteras en del av ljuset. Om infallsvinkeln är tillräckligt stor, reflekteras allt ljus och inget kommer ut i luften. Det kallas totalreflektion.

12. Om man är närsynt är ögat lite för långt och bilden hamnar inte på näthinnan utan framför den. Om man är översynt är ögat för kort och bilden hamnar bakom näthinnan. När man drabbas av ålderssynthet har linsen blivit stelare och ställer inte om sig lika bra för seende på nära håll.

13. En kamera fungerar ungefär som ett öga. Ljuset kommer in genom objektivet som innehåller en eller flera linser. Dessa fungerar som ögats lins och bryter samman ljusstrålarna så att de hamnar på den ljuskänsliga filmen eller detektorn (motsvarar ögats näthinna). Mängden ljus som släpps in i kameran regleras med hjälp av bländaren (motsvarar ögats pupill).

14. Vitt ljus träffar på gräset och gräset reflekterar alla färger utom rött. Vi uppfattar då det reflekterade ljuset som grönt.

15. Fotoner är ”ljuspartiklar” som innehåller olika mycket energi och har då olika färg.

Kapitel 6 Kraft och tryck Kraft sid. 113 1. Kraft mäts i enheten newton, N. 2. Vikt är samma sak som massa. Det är ett mått på hur mycket materia som finns i ett föremål. Tyngden är samma sak som tyngdkraften som drar i föremålet.

3. Det finns två krafter som påverkar boken. Tyngdkraft som beror på bokens massa och en lika stor, men motsatt riktad, motkraft från bordet som kallas normalkraft.

4. Ett föremåls tyngdpunkt är den punkt man kan tänka sig att hela dess massa är samlad och tyngdkraften verkar dra i.

Vad är massa? a) Massa är samma sak som vikt.

•

Tryck sid. 118 1. Tryck mäts i N/m² eller pascal, Pa. 2. Ett vattentorn är ett exempel på kommunicerande kärl. Eftersom trycket i en vätska sprids åt alla håll kan man utnyttja detta för att trycka ut vatten ur vattenledningar i omkringliggande hus. Vattentornet måste vara högre än det högsta huset eftersom vattnet bara kan stiga så högt upp som vattenytan i tornet.

3. Om man komprimerar gas så att den pressas ihop och tar mindre plats skapar man ett övertryck. Det utnyttjas bland annat i sprayflaskor.

Vilket ska bort?: b) mobiltelefonen, den saknar tryck.

•

Kan du? sid. 122 1. Till varje kraft hör en motkraft. Till exempel om du sitter i en båt och skjuter ifrån bryggan med en kraft finns en lika stor motkraft som är riktad åt motsatt håll alltså från bryggan till din hand.

2. Alla föremål som har en massa, all materia, påverkas av en tyngdkraft.

3. Astronauter har kvar sin massa, det vill säga sin vikt.

Däremot påverkas de inte av någon gravitation i rymden, så de tycks vara tyngdlösa.

4. Stödyta är den yta som ett föremål står på, till exempel den del av en papperskorg som står på underlaget. Stödytan hos en stol är den yta som finns innanför stolens fyra ben.

5. När du står på ett ben blir stödytan mindre än om du står på två ben och du måste luta dig lite åt ena sidan för att tyngdpunkten ska hamna över stödytan.

6. Tryck anger hur en kraft fördelas på en yta.

Facit

239

Fysik direkt

Fysik Direkt

anpassad till Lgr 11

Nya Fysik Direkt har:

• elva kapitel med välskrivna och berättande texter • en klar struktur och en modern form som är lugn och tydlig • tydliga och konkreta kunskapsbeskrivningar till alla kapitel • Plussidor där elever kan fördjupa sig • Sammanfattning efter alla kapitel • Uppslaget med frågor, uppgifter och laborationer som

Fysik Direkt

förbereder och testar eleverna inför de nationella proven, centrala målen och kunskapskraven i Lgr 11

• facit med svar på frågorna i boken.

ISBN 978-91-622-9760-2

www.bonnierutbildning.se

(9760-2)

Bonnie r s