Teknikmix
Vad betyder orden? Konstruktion
Boken om TEKNIK
BOKEN OM TEKNIK
Gå ej i takt på bron!
Hej! Lutande tornet i Pisa Eftersom tornet lutade redan innan det var färdigbyggt kände nog de som ritat och byggt tornet att det var något av ett misslyckande … Men tänk så många turister som beundrat det märkliga tornet. Flera reparationer och förbättringar har gjorts så att den inte ska braka ihop. Och än så länge står tornet och lutar med en oroväckande vinkel mot marken.
Det kanske låter som ett skämt, men texten på skylten är sann. Om till exempel många soldater marscherar samtidigt och i takt på en bro, så kan hela bron börja röra på sig och svänga. Det kallas för medsvängning eller resonans. Därför får soldaterna ordern ”break step” (att man ska sluta gå i takt vid broar).
Smarta uppfinningar, men vad är det? 1. Vad är det här?
Är du nyfiken på vad teknik egentligen är? I den här boken hittar du både fakta och förklaringar till spännande teknik som finns omkring oss. Kanske har du inte ens tänkt på att det är teknik. Du får också testa egna idéer. Vem vet, kanske kommer du på en ny uppfinning?
något man byggt eller satt ihop
Enkla mekanismer kallas även enkla maskiner och de gör att man kan spara kraft. De fem mest kända (de mäktiga 5) är lutande planet, skruven, kilen, hävstången och hjulet.
Boken om
TEKNIK
Hävstång
när man trycker med den långa stången går det lättare att lyfta den stora tunga stenen. Den lilla stenen kallas vridningspunkt.
Isolerar
betyder ungefär ”skydda” t.ex. mot ström, värme, kyla, fukt eller blåst.
Patent
ger uppfinnaren ensamrätt att utnyttja sin uppfinning. Ingen annan får tillverka, sälja eller importera den utan att patentägaren har gett tillstånd.
Tekniskt system
Tekniken i vår vardag är ofta sammanflätad så att olika delar bygger större system, till exempel elsystemet i huset där du bor, vatten- och avloppssystemet.
Återbruk
att skapa nya saker av gamla, att uppfinna nytt genom att återvinna gammalt material
Hoppas att du blir ännu mer nyfiken när du läst klart! Boken är skriven helt i linje med Lgr 11 och tränar alla förmågor.
2. Vad kan den här ha använts till?
Hans Persson Lärare, lärarfortbildare och inspiratör
Ledtråd: Den vänstra uppfinningen har med bilden på sidorna 8–9 att göra.
1. Det är en komagnet. Den stoppas in i kossans mage. Magneten drar till sig föremål av järn som kossan mumsat i sig. Taggtrådsbitar och sånt, som annars skulle skära sönder magen inifrån. 2. Det är två block som tillsammans bildar en så kallad talja. Inuti blocken finns små hjul. När man drar rep igenom dem kan man ändra riktningen på krafter och även göra så att man inte behöver ta i så mycket, t.ex. om man vill hissa ett tungt segel. Boken om Teknik_Omslag.indd 1
Best.nr 47-11945-5 Tryck.nr 47-11945-5
Hans Persson
2015-05-22 07:40
Boken om Teknik – Det är jag som är Lovis!
av Hans Persson
LIBER
Boken om Teknik inlaga exporterad.indd 1
2015-05-25 09:57
Bildförteckning 11 (1) Roger-Viollet/IBL 11 (2) Alamy/All Over Press 18 (2) Duc Den Thui/Shutterstock 18 (3) Art Media/Heritage Images/ IBL 19 (2) SPL/IBL 24 Fia Sjöström 27 (3) SPL/IBL 32 (2) Viollet/IBL 33 (1) akg-images/TT 33 (2) The Granger Collection/TT 33 (3) Curtis Means/Ace Pictures/ ZUMA/IBL 39 (1) GraphicaArtis/Corbis/All Over Press 39 (2) Bildbyrån/IBL 40 © Storm P-museet 42 (6) Lennart Hyse/TT 45 (1) Bridgeman/IBL 46 (4) Frank Gaertner/Shutterstock 47 SPL/IBL
52 E.ON Elnät Sverige AB 56 Liszt Coll/Heritage Images/IBL 66 (1) Viollet/IBL 68 US dep of Energy/SPL/IBL 70 (1), 71 NASA 72 Interfoto/IBL 73 Bridgeman/IBL Övriga foton: Shutterstock
Hans Persson omslagets utvik: ”Vad är detta”, bilen vid ordförklaring, tivolifoto s. 51 motor, s. 54 liten glödlampa, s. 60 övre, s. 76 vackert och faller, 2 kulbanor, s. 77 pärlskruv, s. 78 framtid Pär Lagnefeldt, s. 64 + utvik återbruk Sara-Maria Stenskepp s. 31 och s. 77 djuren + utvik djuren Emma Dobson s. 76 toarullehögtalare, toarullebro mjölkpaketsbro Roger Carter s. 58 Scribbler, s. 77 sugrörsbro, s. 78 elspel
Ajabaja! Inte kopiera!
ISBN 987-91-47-11945-5 © 2015 Hans Persson och Liber AB Redaktörer: Maria Granler, Birgitta Fröberg och Mats Juhlin Formgivare: Lotta Rennéus Illustratör: Jonas Burman Bildredaktör: Marie Olsson Produktion: Eva Runeberg-Påhlman Omslag: Jonas Burman och Lotta Rennéus Faktagranskning: Anders Karlsson Pedagogisk granskning: Jan Wroblewski Författaren vill särskilt tacka: Emma Dobson, Eva Hartell, Roger Carter, Lars Paulsson, Pär Lagnefeldt, Sara-Maria Stenskepp och Jan Härstedt för ovärderlig input. Tack till följande lärare med elever som har läst, testat uppgifter och kommit med värdefulla synpunkter: Rolf Wallander, Måsöskolan i Haninge, Charlotta Janhall, Vikingaskolan i Lund, Lennardh Nilsson, Mölleskolan i Skivarp, Anita Hanson, Ekebyhovskolan på Ekerö, Anna Persson, Kilafors skola i Kilafors
KOPIERINGSFÖRBUD Detta verk är skyddat av upphovsrättslagen. Kopiering, utöver lärares och elevers begränsade rätt att kopiera för undervisningsbruk enligt BONUS-avtal, är förbjuden. BONUS-avtal tecknas mellan upphovsrättsorganisationer och huvudman för utbildningsanordnare, t.ex. kommuner och universitet. Intrång i upphovsmannens rättigheter enligt upphovsrättslagen kan medföra straff (böter eller fängelse), skadestånd och beslag/förstöring av olovligt framställt material. Såväl analog som digital kopiering regleras i BONUS-avtalet. Läs mer på www.bonuspresskopia.se. Liber AB, 113 98 Stockholm Tfn: 08-690 90 00 www.liber.se Kundservice: tf 08-690 93 30, fax 08-690 93 01 e-post: kundservice.liber@liber.se
Korrekturläsning: Ellinor Borgas Första upplagan 1 Repro: Repro 8 AB, Stockholm Tryck: Interak, Polen 2015
Boken om Teknik inlaga exporterad.indd 80
2015-05-29 07:33
Tankar om teknik
Innehåll Omslaget fram Välkommen till Boken om Teknik Vad betyder orden? Teknikens historia
1. Tankar om teknik
4
Tekniken finns överallt
6
En ko är en del i ett tekniskt system
8
Från sten till grafen
10
Vad händer med alla prylar när de blir sopor?
12
Teknikens arbetssätt – att göra på riktigt
14
2. Tekniken i vardagen
16
Vatten
18
Vatten och avlopp hemma
20
Alla tiders kläder
22
Hur gör man en skiss?
25
Teknik som håller oss rena och friska
26
3. Enkla mekanismer – som ett teknikens ABC 28
Boken om Teknik inlaga exporterad.indd 2
Kilen
28
Lutande planet
29
Hävstången
30
Hjul året runt … i hela världen
32
Cykelhistoria
33
Cykeln – många rörliga delar som samverkar
34
Skruven
36
Taljan
37
Kul att veta om transporter
38
Skapande teknik
40
2015-05-25 09:57
4. Bygga stabilt … och hållbart
42
Hållbara hus
42
Bygga stabilt
44
Broar
46
Följ en ritning och bygg en modell av ett hus
48
5. El till nästan allt
50
Ett myller av el
50
Elektriska system
52
Koppla med el
54
Några små elsystem
55
Monster och robotar
56
Nästan som en robot
58
Ring! Ring! Från röksignaler till fiberoptik
60
6. Hållbar teknikutveckling
62
Vad menas med hållbar utveckling?
62
Återbruk
64
Uppfinnarmix
66
Ond och god teknik
68
Rymdteknik
70
Hur man trodde förr ... om 100 år
72
Ordförklaringar
74
Förslag på lösningar till ATT GÖRA
76
Register
79
Omslaget bak Teknikens arbetssätt Att göra: El-spel Teknikmix
Boken om Teknik inlaga exporterad.indd 3
2015-05-25 09:57
Tankar om teknik
Tekniken finns överallt Axel och Amina är på väg till skolan. Precis som du var i morse. Utan att ni tänkte på det mötte ni massor av exempel på teknik under promenaden. Bilarna på gatorna och trafikljusen kanske. Men teknik är inte bara motorer och elektricitet. Teknik är mycket mer än så. Den finns också alldeles nära kroppen. I kläderna och skolväskan. Tekniken finns överallt. Amina ringer hem och ber sin storasyster ta med mobilladdaren till skolan. Tänk så lätt det går att få fram ett meddelande.
Jackan är gjord i Goretex-material som skyddar mot vind och regn. Med kardborreband på skorna går de lättare (och fortare) att ta på och av.
Axel bär sina trumpinnar i ett stadigt grepp. Han har trumlektion idag. För att det ska låta så bra som möjligt när man slår på trummor och cymbaler är pinnarna specialdesignade. Axel har också hörselkåpor som han sätter på sig när det dundrar som värst om trummorna.
Axel har hörapparat. Dagens hörapparater syns knappt men är fulla av elektronik och har pyttesmå batterier. Förr använde man stora trattar av metall.
Aminas sparkcykel är enkel teknik. Hjulen rullar finfint eftersom det är kullager inuti dem. Styret är både skönt att hålla i och gör att det lätt går att svänga.
Så här ser ett kullager ut inuti. Utanför ett inre hjul ligger ett lager med kulor som kan rulla mot ett yttre hjul.
6
Boken om Teknik inlaga exporterad.indd 6
2015-05-25 09:57
Tankar om teknik
Gatukorsningen med trafikljusen är ett tekniskt system som består av många delar. För att trafikljusen ska växla från rött till grönt ljus och tvärtom måste alla delar samverka och fungera bra.
Så bra att det finns en väg för skolbussen att åka på! Det krävs mycket planerande, skissande och ritande innan ett vägbygge är klart. Det gäller att mäta noga. Annars går det åt skogen. Man måste också använda bästa möjliga underlag som hjulen rullar bra på. Här är det slitstark och ljuddämpande asfalt.
– Det är ju bra om det inte lyser rött heeeela tiden.
Längre fram i korsningen hittar vi ett helt system av belysning, ljussignaler och vägmärken som gör så att bilar och bussar inte hamnar huller om buller i korsningen. Som du vet har man också bestämt hur varje vägskylt ska se ut. Vem som helst får inte hänga ut en hemklottrad skylt som varnar för hackspettar eller med vilken hastighet man högst får köra. Och så bra att det är bestämt att alla bilar ska köra till höger på vägen!
I bilarna och bussarna hittar du så mycket teknik att det skulle räcka till en hel bok. Motorn, kylsystemet, lamporna, GPS:n, avgasröret med katalysatorn … och naturligtvis hjulen. Annars skulle man ju inte komma någonstans.
tekniskt system = när olika teknikdelar samverkar
ATT GÖRA: Gå på teknikjakt Du behöver: papper och penna Just här går en bro över järnvägen. Det gäller att bron är stabilt byggd. Naturligtvis är det någon som har räknat ut så att den håller när det kör både bussar och lastbilar på bron. Det krävs noggrant ritande och testande innan brobygget är helt klart. Tekniken att bygga broar har vi människor utvecklat under lång tid.
Boken om Teknik inlaga exporterad.indd 7
Gå på teknikjakt. Gör en lista över allt du hittar som fungerar tack vare teknik. Du har 5 minuter på dig. Vad hittar du? Vad hittar de andra i klassen?
7
2015-05-25 09:57
Tankar om teknik
Teknikens arbetssätt – att göra på riktigt I NO:n gör man ju experiment för att ta reda på hur saker och ting fungerar. Du har säkert prövat att steg för steg göra undersökningar i kemi, fysik och biologi. Hypotes, noggranna iakttagelser och så vidare.
Hur löser man problem med hjälp av teknik? Tekniken har också sitt speciella arbetssätt med olika steg som man brukar följa. Ofta leder det till att man gör en konstruktion. Ibland finns det en mall eller ritning som beskriver punkt för punkt hur man ska göra. Ibland är det något som ska uppfinnas. Något som fyller ett behov eller svarar mot någons önskning. Det är en av de bästa sakerna med att arbeta med teknik. Man får vara både kreativ och uppfinningsrik, komma med egna idéer och känna sig smart. Det är viktigt att göra noggranna anteckningar. Då kan andra uppfinnare och ingenjörer följa instruktionerna och jämföra dem med sina egna konstruktioner och idéer. Anteckningarna är också en hjälp så att du inte glömmer bort din fiffiga idé. I den här boken finns många konstruktioner för dig att göra på riktigt. De har rubriken ATT GÖRA. Här får du en snabblektion i hur man använder den metod som är vanlig inom tekniken.
ATT GÖRA:
1
Ofta börjar det med att man får ett uppdrag att konstruera något. I det här exemplet är uppdraget att:
Konstruera något som är vackert och faller sakta.
14
Boken om Teknik inlaga exporterad.indd 14
2015-05-25 10:26
Tankar om teknik
2
Det andra steget är en så kallad idé-fas. Man måste ju förstås planera och designa det man ska bygga innan man sätter igång.
– Jag tänker göra en … och då borde det funka bra med … eftersom det både blir vackert och faller sakta då. Dokumentera! Ofta ritar man en skiss. På skissen skriver man mått som säger något om hur stor den ska vara. Då kan någon annan bygga en likadan pryl som du har uppfunnit.
3
Nästa steg blir att välja vilka material man ska använda och hur man ska sätta ihop dem. Så det blir både fungerande, hållbart och vackert.
– Jag väljer … för det är snyggt.
4
Nu börjar själva byggandet eller konstruerandet.
5
När man har byggt färdigt är det dags att testa konstruktionen.
6
Om det inte fungerade som man hade tänkt så förbättrar man sin uppfinning ...
7
… och testar igen! Jaaa! Nu funkade det. Uppdraget slutfört.
Här kommer något som verkligen skiljer arbetssättet i teknik från NO:n. När ingenjörer har arbetat fram en ny produkt så är de färdiga. De har uppfunnit något som löser ett behov. Inom NO:n handlar det mer om att undersökningen leder till att man får nya frågor att undersöka. Fler kluriga uppdrag att genomföra: • Konstruera något som mäter tid. • Hur kan man öka ljudet från mobilen om man bara får använda papper, sax och tejp? • Hur kan man bygga något som hindrar ett rått ägg från att gå sönder om man släpper det från 5 meters höjd?
155
Boken om Teknik inlaga exporterad.indd 15
2015-05-25 09:58
I KAPITLET FÅR DU LÄRA DIG:
M om de fem enkla mekanismerna w om cykelns historia och hur cykelns delar samverkar H om olika transportsystem + att bygga en händelsebana
Enkla mekanismer – som ett teknikens ABC I alla tider har människor använt tekniska hjälpmedel. Några av de tidigaste och mest använda uppfinningarna brukar kallas för enkla mekanismer. De är fem stycken som ibland kallas för ”de mäktiga fem”. Det är nästan som ett teknikens alfabet, i alla fall ABCDE. Alla har det gemensamt att de underlättar vårt arbete. Det mesta blir enklare om man använder en enkel mekanism.
De fem enkla mekanismerna
KILEN
LUTANDE PLANET
HÄVSTÅNGEN
HJULET
SKRUVEN
Kilen Kilen är världens äldsta mekanism. Med kilformade redskap har vi hackat, skurit, skrapat, kluvit och huggit sedan urminnes tider. Du hör på namnet hur den fungerar. Den kilar in sig i en smal, liten springa. När vi sedan trycker in kilen ännu mer pressar den isär det vi vill dela. – Det är såååå mycket enklare att dela på något om man har en kil. Man behöver inte alls ta i lika mycket.
28
Boken om Teknik inlaga exporterad.indd 28
2015-05-25 09:58
Enkla mekanismer
Lutande planet Som du säkert känt själv så är det lättare att gå uppför en svagt lutande ramp än att ta sig uppför en brant backe eller trappa. Det krävs inte lika mycket kraft när vägen inte lutar så mycket. Men för att komma ända upp får man gå en längre väg. Därför brukar man säga att det man vinner i kraft förlorar man i väg. När man gör vägen lite längre men med svagare lutning använder man en av de enkla mekanismerna, det lutande planet.
Serpentinväg Till och med de allra brantaste backarna går det att snirkla sig uppför på en serpentinväg. Det blir längre väg. Men man behöver inte ta i lika mycket.
ATT GÖRA: Bygg en kul kulbana Du behöver: 6–8 enmetersbitar rörisolering, maskeringstejp, snöre, sax, stål- eller stenkulor, tidtagarur, 4–5 byggkompisar Släpper man en kula så far den rakt ned i golvet. Det blir mer kul om man bygger en kulbana och släpper kulan i den. Bygg så här: 1. Dela rörisoleringen på längden så att du får långa rännor. Skarva ihop rörbitarna till en lång kurvig och kanske till och med loopig kul-bana. Tejpa på undersidan. 2. Testa att släppa kulan. Om inte kulan rullar hela vägen är det bara att fundera lite och förbättra banan. Sen kan man testa igen ... och igen. Det låter väl kul? Fundera vidare på: 3. Hamnar kulan i koppen på slutet? Om inte, hur behöver du förändra banan för att den ska göra det?
29
Boken om Teknik inlaga exporterad.indd 29
2015-05-25 09:58
El till nästan allt
Ring! Ring! Från röksignaler till fiberoptik I alla tider har vi människor behövt kommunicera med varandra. Men det har gått till på lite olika sätt genom historien. – Det verkar vara köttbullar på gång?
Röksignaler eller rökpuffar Nordamerikas indianer utvecklade en teknik att skicka meddelanden med hjälp av rökpuffar. Röken från en eld formades med ett skynke eller en filt. Den som var skicklig kunde göra puffar av olika storlek och utseende. Som ett språk.
Eldar Genom att tända eldar på högt belägna platser kunde man skicka ljus-meddelanden. Den här typen av eldar kallas för vårdkasar. Vårdkasarna fanns i långa kedjor tvärs över hela länder. Med vårdkasarna kunde man naturligtvis inte skicka krångliga meddelanden utan mer tydligt tala om: –Fienden kommer!
Löpare Ett vanligt sätt att leverera viktiga meddelanden var att skicka ett muntligt eller ett skriftligt meddelande med en löpare eller ryttare.
– Kungen har köpt ett par nya byxor. Blåa.
Brev
Lertavlor För mer än 5 000 år sedan utvecklades tekniken med skrivtecken. Meddelande kunde sparas och vi hittar dem än idag. Men de är lite svåra för oss att läsa, eftersom det alfabet som användes då bestod av 600 olika tecken.
Brev har skrivits på många olika material. Lertavlor, träskivor, snören med knutar och papper. De har också transporterats på många olika sätt. – Nu är det någon som har kolera ombord!
Flaggor Båtar kunde också signalera till varandra och till hamnen. De skickade signaler med flaggor.
60
Boken om Teknik inlaga exporterad.indd 60
2015-05-25 10:00
El till nästan allt
Telegraf I början av 1800-talet utvecklades tekniken att skicka blixtsnabba elektriska signaler. Frågan var bara hur man skulle kunna enas om vilket typ av alfabet man skulle använda. Hur skulle signalerna se ut … eller låta? Utifrån Samuel Morses idéer om kombinationer av långa och korta signaler utvecklades morsealfabetet som används än idag.
Telefoni tvärs över Atlanten Den första kabeln för telegrafi över Atlanten lades ut 1866. Nu kunde ett meddelande nå fram och besvaras under en och samma dag. Nu är kabeln en fiberoptisk kabel som även fungerar för telefoni.
Telefon
fiberoptisk = i en fiberoptisk kabel är kärnan av glas eller plast. Signalerna är ljussignaler.
Vad betyder patent? Se sidan 67.
Den allra första telefonen konstruerades av Antonio Meucci ca år 1849. Men han hade inte råd att betala för sin patentansökan. Därför är det ofta Alexander Bell som sägs vara ”telefonens uppfinnare”. Hans patentansökan godkändes 1876 men nu vet vi att Meucci hade utvecklat tekniken tidigare.
Mobiler och smarta telefoner Den trådlösa telefoni som vi är vana vid måste för 100 år sedan ha framstått som rena science fiction. Tala om teknisk utveckling!
– Förr hade man såna med sladdar. Nu har vi bara sladdar när vi laddar.
Satelliter – digital teknik Nuförtiden finns satelliter i banor runt jorden. Med digital teknik kan du utan fördröjning prata med en person på andra sidan jordklotet.
Hur skickar du meddelanden? Vilken teknik använder du?
61
Boken om Teknik inlaga exporterad.indd 61
2015-05-25 10:00
Teknikmix
Vad betyder orden? Konstruktion
Boken om TEKNIK
BOKEN OM TEKNIK
Gå ej i takt på bron!
Hej! Lutande tornet i Pisa Eftersom tornet lutade redan innan det var färdigbyggt kände nog de som ritat och byggt tornet att det var något av ett misslyckande … Men tänk så många turister som beundrat det märkliga tornet. Flera reparationer och förbättringar har gjorts så att den inte ska braka ihop. Och än så länge står tornet och lutar med en oroväckande vinkel mot marken.
Det kanske låter som ett skämt, men texten på skylten är sann. Om till exempel många soldater marscherar samtidigt och i takt på en bro, så kan hela bron börja röra på sig och svänga. Det kallas för medsvängning eller resonans. Därför får soldaterna ordern ”break step” (att man ska sluta gå i takt vid broar).
Smarta uppfinningar, men vad är det? 1. Vad är det här?
Är du nyfiken på vad teknik egentligen är? I den här boken hittar du både fakta och förklaringar till spännande teknik som finns omkring oss. Kanske har du inte ens tänkt på att det är teknik. Du får också testa egna idéer. Vem vet, kanske kommer du på en ny uppfinning?
något man byggt eller satt ihop
Enkla mekanismer kallas även enkla maskiner och de gör att man kan spara kraft. De fem mest kända (de mäktiga 5) är lutande planet, skruven, kilen, hävstången och hjulet.
Boken om
TEKNIK
Hävstång
när man trycker med den långa stången går det lättare att lyfta den stora tunga stenen. Den lilla stenen kallas vridningspunkt.
Isolerar
betyder ungefär ”skydda” t.ex. mot ström, värme, kyla, fukt eller blåst.
Patent
ger uppfinnaren ensamrätt att utnyttja sin uppfinning. Ingen annan får tillverka, sälja eller importera den utan att patentägaren har gett tillstånd.
Tekniskt system
Tekniken i vår vardag är ofta sammanflätad så att olika delar bygger större system, till exempel elsystemet i huset där du bor, vatten- och avloppssystemet.
Återbruk
att skapa nya saker av gamla, att uppfinna nytt genom att återvinna gammalt material
Hoppas att du blir ännu mer nyfiken när du läst klart! Boken är skriven helt i linje med Lgr 11 och tränar alla förmågor.
2. Vad kan den här ha använts till?
Hans Persson Lärare, lärarfortbildare och inspiratör
Ledtråd: Den vänstra uppfinningen har med bilden på sidorna 8–9 att göra.
1. Det är en komagnet. Den stoppas in i kossans mage. Magneten drar till sig föremål av järn som kossan mumsat i sig. Taggtrådsbitar och sånt, som annars skulle skära sönder magen inifrån. 2. Det är två block som tillsammans bildar en så kallad talja. Inuti blocken finns små hjul. När man drar rep igenom dem kan man ändra riktningen på krafter och även göra så att man inte behöver ta i så mycket, t.ex. om man vill hissa ett tungt segel. Boken om Teknik_Omslag.indd 1
Best.nr 47-11945-5 Tryck.nr 47-11945-5
Hans Persson
2015-05-22 07:40