9789127460980

Teknik

4–6

Innehåll

Vad är teknik? 4

Människor har alltid använt teknik 6

Teknik runt omkring dig 8

Teknik i skolan 10

Teknik och naturvetenskap 12

Bostadens teknik 14

Bostaden genom historien 16

Material som används till bostäder 21

Viktiga uppfinningar för våra bostäder 22

Att planera en bostad 26

Husets olika delar 28

Vetenskapsperson Baltzar von Platen 30

Diskutera, fundera och undersök 31

Projekt Tiny House 32

Teknik i vardagen 34

Tekniska lösningar 36

Fördjupning Tandborstens utveckling 38

Hållfasta konstruktioner 40

Material i föremål och konstruktioner 43

Återbruk och återvinning 44

Tekniker för sammanfogning 46

Elektricitet i vardagen 48

Elsäkerhet 50

Elektricitet på schemat 52

Vetenskapsperson Melitta Bentz 54

Diskutera och undersök 55

Projekt Larmet 56

Teknikutveckling 58

Designprocessen 60

Designprocessen i skolan 62

Användare, miljö och funktioner 64

Lösningar blir produkter 66

Design av produkter i ett företag 68

Arbeta med design 70

Fördjupning Tvättmaskinens utveckling 72

Vetenskapsperson Petra Wadström 74

Jämför och undersök 75

Projekt Sittmöbel 76

Teknik i rörelse 78

Enkla maskiner 80

Mekanismer i rörelse 84

Leder för rörelse 86

Länkar för rörelse 87

Kraftöverföring i mekanismer 88

Krafter för rörelse 90

Teknik på fritiden 92

Fördjupning Låset 94

Vetenskapsperson Christopher Polhem 96

Jämför och undersök 97

Projekt Mekaniska lådan 98

Tekniska system 100

Vad är ett tekniskt system? 102

Tekniska system i samhället 104

Energisystemet 106

Fördjupning Ljusets historia 107

Vatten- och avloppssystemet 108

Återvinningssystemet 110

Transportsystemet 112

Internet 119

Vetenskapsperson Håkan Lans 120

Diskutera och jämför 121

Projekt Stationen 122

Digital teknik 124

Digital teknik i samhället 126

Datorns delar 128

Datorns olika språk 132

Algoritmer 134

Internet 136

Säkerhet på internet 138

Molnet 140

Sakernas internet 141

Robotar 142

Artificiell intelligens 144

Fördjupning Datorns historia 146

Reportage Sociala robotar 148

Vetenskapsperson Ada Lovelace 150

Diskutera och fundera 151

Projekt Rörelsesensorer 152

Projekt Servolådan 154

Ordlista och register 156

Den som vill utveckla en stol går igenom designprocessens olika steg.

Teknikutveckling

Du har säkert saker som du tycker extra mycket om, saker som du tycker är fina och som fungerar bra. Det kan vara till exempel ett klädesplagg, en cykel eller en mobiltelefon. För att vi ska tycka att saker är fina, sköna och har bra funktioner krävs att någon eller några tänker igenom hur de ska se ut och fungera. Vi säger att de har designat sakerna så att de ska passa för människorna som ska använda dem.

Den som designar kallas för designer och den som ska använda saken kallas för användare.

En designer vill ofta lösa ett problem eller uppfylla ett behov. Det sker genom teknikutveckling i flera steg och kallas för en designprocess.

I det här kapitlet får du läsa om

• designprocessens olika steg

• användare, miljö och funktioner

• skisser, modeller, ritningar och prototyper

• yrken inom design.

Designprocessen

Teknik finns för att lösa olika problem och göra livet enklare för oss människor. En teknisk lösning kan vara till exempel ett föremål eller en digital lösning.

Ofta tar det tid att hitta en bra lösning på ett problem. De som ska lösa problemet följer ofta en arbetsgång som består av sex olika steg. Arbetsgången brukar kallas för designprocess. Här ser du designprocessen för en lösning till en speciell osthyvel som kan passa den som har svårt att använda en vanlig osthyvel.

En lösning fungerar inte alltid som det var tänkt. Vissa lösningar som inte fungerar kan ändras eller utvecklas vidare till en bra lösning.

Därför är det vanligt att hoppa fram och tillbaka mellan de olika stegen i processen.

6. Tillverka produkten

Om modellen fungerar bra byggs en prototyp av lösningen. Prototypen är en modell som är byggd i samma storlek och material som den färdiga lösningen ska ha. Om prototypen fungerar bra börjar den tillverkas i många exemplar, ofta i en fabrik. Vi säger att lösningen blir en produkt.

1. Förstå problemet och behovet

Det första steget är att ta reda på vad problemet handlar om och vilket behov som finns. Vem har problemet? När och var uppstår problemet? Det är den som har problemet som också blir användaren av lösningen.

TILLVERKNING

5. Testa modellen

I det här steget får användaren testa modellen för att se om den löser problemet. Modellen testas i den miljö och på det sätt som den färdiga lösningen ska användas. Om modellen inte fungerar behöver designerna gå tillbaka i processen och välja en annan lösning till problemet.

2. UNDERSÖKNING

L Ö S N I N G

LÖ S N I N G

MODELL

MODELL

L Ö S N I N G MODELL

4. MODELL

2. Ta reda på mer

Nästa steg är att ta reda på mer för att kunna ta fram en lösning. Vilka problem ska lösas? När och hur ska lösningen användas? Vem är användaren? De som arbetar med design brukar också undersöka lösningar som redan finns. Ibland kan de utvecklas vidare.

3. LÖSNING

3. Ta fram förslag till lösning

Nästa steg är att ta fram förslag till några lösningar på problemet. Ofta är det flera designer som tar fram olika förslag. De utgår från den information som de har fått fram i de två första stegen. För att andra ska förstå hur lösningarna ser ut och fungerar gör de skisser av lösningarna.

4. Bygga en modell

Designerna väljer den lösning som de tror kommer att fungera bäst och bygger en modell av den utifrån skissen. Modellen kan vara mindre eller större än den färdiga lösningen. Den byggs ofta i ett material som gör att den lätt kan byggas om, om den inte fungerar som den är tänkt.

Tvättmaskinens utveckling

I dag tvättar vi enkelt våra kläder i en tvättmaskin.

Människor har i alla tider använt design och teknik för att lösa olika slags problem. Ofta är utvecklingen av en teknisk lösning en lång process, vilket tvättmaskinen är ett bra exempel på. Historien om tvättmaskinen visar hur flera tekniska lösningar har bidragit till utvecklingen av en produkt som vi använder i dag.

Ett problem som människor i Sverige tidigare hade var att tvätta kläder på ett enkelt och bra sätt. För länge sedan tvättade människorna kläder i sjöar och vattendrag. Då doppade de kläderna i vattnet och skrubbade dem mot stenar för att de skulle bli rena. Händerna blev kalla, och det var jobbigt och svårt att

få kläderna rena. Efterhand utvecklades olika lösningar som ledde fram till dagens tvättmaskiner.

Än i dag tvättar många människor i världen för hand.

Använda tvättbräda

Tvättbrädan var det första steget mot ett enklare och bättre sätt att tvätta på. Den var gjord av metall eller trä och hade räfflor som tvätten skrubbades mot. Tvättbrädan var lätt att ta med sig och kunde användas både inomhus och utomhus.

Tvätta i varmt vatten

Nästa steg mot enklare tvättning och renare kläder var att människor började använda varmt vatten när de tvättade. De eldade under stora tunnor med vatten, och på så sätt blev vattnet varmt. Sedan stoppade de tvätten i tunnan och lät den ligga där en stund. Då och då rörde någon om i tunnan. Efter ett tag tog personen upp tvätten och skrubbade den mot en tvättbräda. Det varma vattnet gjorde tvätten renare jämfört med när kallt vatten användes.

Snurra tvätten

Nästa steg i utvecklingen var en maskin. I maskinen snurrades tvätten runt i en trumma tillsammans med varmt vatten. För att snurra tvätten användes en vev som satt på utsidan av maskinen. Inne i trumman fanns en slags tvättbräda som tvätten skrubbades mot när den snurrade runt i trumman. Den första tvättmaskinen var uppfunnen!

Den moderna tvättmaskinen

Den moderna tvättmaskinen värmer själv upp vattnet och snurrar runt tvätten i en trumma som ser ut som en tvättbräda. Den här lösningen bygger på de tidigare lösningarna: använda tvättbräda, tvätta i varmt vatten och snurra tvätten. Men elektriciteten är den viktigaste uppfinningen som skiljer den moderna tvättmaskinen från föregångarna. Dagens tvättmaskiner drivs av elektricitet.

Petra Wadström

Uppfinningen är en svart vattendunk som går att vika upp som en bok, för att den ska kunna fånga upp så mycket solenergi som möjligt. Solen värmer vattnet i dunken till höga temperaturer. Den höga värmen och UV-ljuset från solen renar vattnet. På några timmar har vattnet blivit drickbart.

I många av världens länder är det brist på rent dricksvatten. Den svenska uppfinnaren

Petra Wadström har kommit på en lösning för det. Hon har också uppfunnit en snodd som skyddar mot ficktjuvar och ett stödbandage för bröst.

Petra Wadström växte upp i Stockholm och utbildade sig sedan inom biokemi. När hon som vuxen bodde i det soliga Australien några år fick hon en idé till en viktig uppfinning, nämligen Solvatten. Det är en effektiv och miljövänlig metod för att rena vatten med hjälp av solens energi.

Renande vattendunk

Vatten i naturen är inte alltid rent. Det kan innehålla små djur, bakterier, alger och annat som är skadligt för människor. Med Petras uppfinning är det enkelt att rena vatten som ska drickas med hjälp av solen.

Eftersom det är vanligt att länder med mycket sol har brist på rent vatten är Petras smarta uppfinning livsviktig för många. Uppfinningen har vunnit flera priser.

Fler uppfinningar

Petra har även uppfunnit en snodd som skyddar mot ficktjuvar. Du fäster snoddens ena ände i din ficka och den andra änden på din plånbok. Det gör det svårare för tjuvar att stjäla plånboken utan att bli upptäckta. Uppfinningen kallas för ”osnodd”.

År 2002 uppfann Petra också ett stödbandage för bröst, att ha efter operationer. För att bandaget skulle bli bättre än de som redan fanns frågade hon läkare och patienter om råd.

UV-ljus

UV-ljus står för ultraviolett ljus. Det kommer från solen och är osynligt. Det är UV-ljuset som gör oss solbrända.

UV-ljus är bra när vatten ska renas eftersom det dödar bakterier och annat som gör vattnet farligt att dricka. Det finns olika sorters UV-ljus. De kallas UV-A, UV-B och UV-C.

Petra Wadström är född 1952.

Undersök

Undersök några tekniska föremål i skolan. Vilken funktion har föremålen? Kan du se på föremålen vilka funktioner de har?

Jämför

Jämför stolen som du sitter på i skolan med stolarna som du har hemma. På vilket sätt skiljer sig stolarna åt? Vilka likheter finns?

Undersök

Välj tre föremål i klassrummet. Berätta vilken funktion föremålen har. Kom på två nya funktioner för varje föremål.

Jämför

Jämför ett par vinterskor med ett par sommarskor. Vilka skillnader och likheter finns det?

Leder för rörelse

En led kan binda ihop olika delar för att skapa rörelse och ändra en krafts riktning. När leder används i tekniska lösningar kallas de för ledmekanismer. Vi har också leder i kroppen.

Gångjärn

Ett gångjärn är en ledmekanism som används i bland annat dörrar. Gångjärnen gör att dörren kan svänga upp utan att ramla av. Utan gångjärnen skulle dörren behöva lyftas bort, vilket är tungt och krångligt. Gångjärnen gör alltså så att du lättare kan öppna en dörr. Dörrar med gångjärn rör sig i en bågformad rörelse. Glasögonbågen kan vikas ihop för att förvaras och transporteras tack vare gångjärnen. Om en lampa har flera led går det att ändra riktning på ljuset.

Gångjärnsled.

Leder i människokroppen

Människokroppen har rörliga leder på flera ställen. De finns flera olika typer av leder som fungerar på olika sätt. Vilka leder kan du komma på?

Gångjärnen gör att dörren lätt går att öppna och stänga.

Om en lampa har flera led går det att ändra riktning på ljuset.

Glasögon har små gångjärn, så att de kan vikas ihop.

Länkar för rörelse

En länk är en mekanism som överför rörelser eller skapar förändringar i rörelser. Länkmekanismer finns i bland annat pedalhinkar. Pedalhinken har en fotpedal som används för att öppna locket. Pedalen underlättar för personer som har svårt att böja sig eller inte kan använda händerna. Länkmekanismen i hinken omvandlar en linjär rörelse till en bågformad rörelse.

I pedalerna finns länkar som rör sig linjärt för att locket ska kunna öppnas i en bågformad rörelse.

En saxlift har lyftarmar i form av saxar. Det gör att den går att höja och sänka.

Länkar som trycks eller dras linjärt ger en höjning eller sänkning.

Transportsystemet

Transportsystemet har till uppgift att transportera människor och varor. Människor har alltid flyttat varor och sig själva längre och kortare sträckor, men för att systemet skulle utvecklas har några uppfinningar varit viktiga. En sådan var hjulet, som gjorde det möjligt att använda vagnar för att förflytta sig på land. Seglet var en annan viktig uppfinning som gjorde det lättare att förflytta sig på vatten. Slutligen var flygplanet viktigt för att kunna förflytta sig i luften.

Nu ska vi titta närmare på olika mindre system som finns i transportsystemet. Hur har de utvecklats och på vilket sätt har utvecklingen påverkat vårt samhälle?

Transportsystemet

Mål Målet är att flytta varor och människor.

Viktiga komponenter Fordon, vägar, vatten, luft och drivmedel.

Människor i systemet Byggs, används och underhålls av människor.

Andra system Beroende av bland annat energisystemet.

Det finns många olika transportsätt.

Transport på vägar

För några hundra år sedan transporterade sig människor på land genom att gå eller rida på häst. Efterhand började människor också använda häst och vagn för transporter. Men de stigar och små vägar som fanns var ganska dåliga, så det tog lång tid att transportera sig längre sträckor. Det bidrog till att många inte reste så långt bort ifrån hemmet. Eftersom det också var svårt att transportera varor tillverkades mycket nära hemmen. I städerna var det ofta lite lättare att förflytta sig än ute på landsbygden, eftersom vägarna där var bättre.

Vägarna förbättrades

Ett problem förr i tiden var att vägarna blev dåliga när det regnade och snöade. Det problemet löste man genom att använda krossad sten till vägarna, så kallad makadam. Den krossade stenen gjorde att vägarna inte blev så leriga när det regnade eller snöade, så de höll bättre.

Efterhand behövdes ett material som höll ännu bättre då tunga lastbilar användes för att transportera material. Utvecklingen av asfalt gjorde vägarna starka och hållbara.

Nu för tiden är de flesta vägar i Sverige jämna och fina med ett lager med asfalt.

Makadam till vägbygge.

Lastbilar används ofta för att transportera varor både korta och lite längre sträckor.

Vägarna för länge sedan var dåliga.

Stationen

I en stad behövs en ny järnvägsstation med parkeringar och vägar. Människor använder stationen för att resa till och från staden.

Vid stationen behöver det finnas en busshållplats, cykelparkeringar, taxiplatser och bilparkeringar.

Inne i stationshuset ska det finnas plats för folk som väntar på tåg men även möjligheter att äta på restaurang och köpa med sig mat och dryck.

Din uppgift

Din uppgift är att göra en planritning över hur stationsområdet skulle kunna se ut. Skissen ska visa järnvägar till och från stationen, en busshållplats, parkeringar för bil och cykel samt taxiplatser. Man ska se stationshuset, järnvägen, vägar, parkeringar och allt annat uppifrån.

På ritningen ska det finnas:

• Tre spår som leder in till och ut från stationen.

• En busshållplats utanför stationen.

• Taxiplatser nära ingången.

• Cykelparkeringar utanför stationen.

• Bilparkeringar i närheten av stationen.

I ett stationshus finns ofta restauranger och plats att vänta.

Entrén till Malmö centralstation.

Gör en ritning

Fäst ihop två A3-papper och gör en stor ritning över hur hela området runt stationen ska se ut. Du kan själv bestämma var in- och utgångar ska vara på stationen.

För att vägarna och parkeringarna ska bli lagom stora kan du använda dessa mått:

• järnväg: 2 cm bred

• bilväg: 4 cm bred

• cykelväg: 2 cm bred

• bil: 2 cm lång, 1 cm bred

• buss: 6 cm lång 1 cm bred

Du kan behöva

• två A3-papper

• pennor, sax, lim och linjal

En planritning över Malmö stationsområde.

Området runt Malmö centralstation.

Kan du hjälpa mig a planera området runt tågstationen?

Datorns delar

Digital teknik kräver en dator för att fungera. För att styra datorer behöver vi kunna skicka information till dem. Det kan vi göra genom att trycka in knappar på en tvättmaskin eller röra med fingret på en pekskärm.

Alla datorer består av några gemensamma delar, oavsett om det handlar om en persondator eller datorn i till exempel en tvättmaskin.

I tvättmaskinen finns en dator som styr de olika tvättprogrammen.

På en persondator kan vi exempelvis spela spel, göra läxor eller kolla på film.

Datorns hårdvara

De delar som vi kan se och ta på inuti datorer kallas för hårdvara. Processorn, hårddisken och ram-minnet är viktig hårdvara i en dator.

Processor

Processorn i en dator tar emot och utför instruktioner från datorprogram. Processorns uppgift är att styra och kontrollera att information hämtas, sorteras i rätt ordning och hamnar på rätt ställe i datorn. Processorn kan kallas för datorns hjärna.

Hårddisk

Hårddisken är som ett bibliotek med lagrad information. Det mesta av informationen i en dator lagras i hårddisken, till exempel spel och andra program som har installerats på datorn. Det som ligger i hårddisken finns kvar även när datorn stängs av.

RAM-minne

När datorn ska arbeta hämtar den information från hårddisken. Men det tar tid att hämta information därifrån hela tiden, så för att bli snabbare använder datorn även ett arbetsminne som kallas RAM-minne. Där lagrar datorn den information som den behöver just för tillfället. En dator med litet RAM-minne har svårt att utföra uppgifter som kräver att olika saker händer snabbt. Då fungerar det inte så bra att till exempel spela spel eller använda flera program samtidigt.

RAM-minnet töms automatiskt när datorn stängs av.

Processorn är datorns hjärna som styr vad som ska ske.

I hårddisken lagras informationen på en skiva.

SSD är en lagringsenhet som är mindre och snabbare.

I datorns RAM-minne lagras den information som behövs för tillfället.

Datorns mjukvara

Datorns mjukvara är datorprogram som ger processorn instruktioner, så att datorn vet vad den ska göra. Ett exempel på en mjukvara som kan användas i en persondator är Word. Det är ett ordbehandlingsprogram som du kan använda för att skriva texter. Alla maskiner med digital teknik har någon form av mjukvara. Tvättmaskinens mjukvara styr de olika tvättprogrammen och tolkar signalerna från sensorerna i maskinen, till exempel information om tvättens vikt och vattnets temperatur.

Styra och reglera med rösten

På mobiltelefoner finns mjukvara som gör att du kan styra olika funktioner med rösten. De kallas för röststyrningstjänster. Med en sådan tjänst kan du till exempel ställa frågor eller säga åt telefonen att svara när någon ringer. Siri och Google Assistent är två exempel på röststyrningstjänster.

Microsoft Word är en mjukvara.

En app kan användas för att styra mjukvaran i tvättmaskiner.

Operativsystem

Operativsystem är program som gör att hårdvaran, mjukvaran och användaren kan förstå varandra och fungera tillsammans. Operativsystemet skapar regler och ser till att processorn, minnet och andra delar i datorn arbetar tillsammans.

Microsoft Windows och Mac OS är två exempel på vanliga operativsystem som används i persondatorer. I mobiltelefoner och lärplattor finns exempelvis Android och Apple IOS.

Datorns delar

Operativsystem

Operativsystemet behövs för att du till exempel ska kunna köra olika program, hantera filer, använda musen och använda internet.

Moderkort

Moderkortet kopplar ihop alla datorns delar.

Nätverkskort

När du ska använda internet tar datorn emot information från nätverkskortet som är kopplat till internet.

Nätdel

Nätdelen omvandlar stark ström i eluttaget till en ström som är anpassad till datorns olika delar.

Ram-minne

I ram-minnet lagrar datorn den information den behöver för tillfället.

Processor

Processorn läser, tolkar och ändrar informationen i datorn.

Hårddisk I hårddisken sparas all information. Den finns kvar när du stänger av datorn.

Teknik

åk 4 –6

Björn Citrohn • Niklas Salomonsson

PULS Teknik täcker kursplanens centrala innehåll i teknik för årskurserna 4–6 i läroplanen Lgr22.

I boken får du läsa om teknik i vardagen och samhället, och om hur teknik utvecklas och förändras över tid. Teknikämnet ger förståelse för hur teknik påverkar människan, samhället och miljön.

Faktatexterna varvas med fördjupande reportage och texter om personer som är viktiga inom teknik och teknikutveckling. Det finns också sidor med reflektionsfrågor, samtalsfrågor och korta undersökningar.

Varje kapitel avslutas med ett projekt där du praktiskt får arbeta med något som kapitlet handlar om. Centrala begrepp förklaras direkt i texten och finns även samlade i en ordlista i slutet av boken.

PULS Teknik består av:

PULS stadieböcker finns i ämnena: Geografi, Historia, Religion, Samhälle Biologi, Fysik, Kemi, Teknik

Teknik