Artiklar i slutet av boken: Galileo Galilei 96 Isaac Newton 97 Bilens barndom 98
Elektricitetens förhistoria 100 Fysik och astronomi i äldre tid 102 Torricelli, Pascal och Otto von Guericke 104 Luftballonger och luftskepp 105 Havsdjupens erövring 106
Fysik 1
Studieuppgifterna är indelade i tre svårighetsgrader.
Svart numrering: Uppgifter som främst ger en repetition av faktadelen. Enkla räkneuppgifter.
Blå numrering: Något svårare räkneuppgifter eller uppgifter där svaret inte direkt utläses ur faktadelen.
Röd numrering: Uppgifter som kräver betydligt mer.
Övriga foton: Pronto/Bertil Karpsten; Shutterstock
Kopieringsförbud
Detta verk är skyddat av upphovsrättslagen. Det är ett engångsmaterial och får därför, vid tillämpning av Bonus Copyright Access skolkopieringsavtal, överhuvudtaget inte kopieras för undervisningsändamål. Inte ens enstaka sida får kopieras, dock får enstaka fråga/övning kopieras för prov/skrivning. För information om avtalet hänvisas till utbildningsanordnarens huvudman eller Bonus Copyright Access.
Vid utgivning av detta verk som e-bok, är e-boken kopieringsskyddad.
Användning av detta verk för text- och datautvinningsändamål medges ej.
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 eller rättsinnehavare.
Studentlitteraturs trycksaker är miljöanpassade, både när det gäller papper och tryckprocess.
Vad är fysik?
Man kan säga att ämnet fysik handlar om det mesta vi upplever omkring oss. Det handlar om ljud, ljus, värme, elektricitet och mycket annat. Det handlar också om jorden, månen, planeterna och stjärnorna. Fysik handlar också om upptäckter, uppfinningar och hjälpmedel som människan utvecklat för att underlätta tungt och farofyllt arbete. Kunskaper inom fysik och teknik har lett till uppfinningar som betytt mycket för kontakten mellan människor från olika delar av världen. Telefon, radio och TV är exempel på sådana uppfinningar.
Inom fysiken kommer du att få göra en mängd laborationer (försök) som ska hjälpa dig att förstå hur och varför naturen ibland beter sig som den gör.
Varför kan vatten bli både is och ånga? Varför hörs inte ljud i rymden? Varför bildas en regnbåge? Varför kan en ballong flyga? Varför blixtrar det vid åskväder? Varför kastas man framåt när bilen tvärbromsar?
Detta är bara några av alla de frågor du får svar på inom fysiken. Försök gemensamt i klassen ge exempel på vad de olika bilderna ovan kan ha med fysik att göra!
Överallt omkring dig finns det massor av föremål som du kan se eller känna på. De kan bestå av olika material som sten, trä, järn, koppar, guld, plast eller annat. Oavsett vilket material ett föremål är gjort av, säger man att det består av materia.
Ordet materia kommer från latinet och betyder "ämne". Man kan säga att allting som kan vägas består av materia. Ju mer ett föremål väger, desto mer materia innehåller det. Alla djur och växter är materia, liksom vatten och luft. Veden i en brasa är också materia. Värmen från brasan är däremot inte materia. Stearinljus och glödlampor består av materia. Ljuset som de sänder ut är däremot inte materia.
Bestämning av massa
Du består själv helt och hållet av materia. Vi tänker oss att du ställer dig på en våg och att vågen då visar 60kg. Om någon frågar efter din vikt, svarar du förmodligen att du väger 60kg.
Om någon frågar hur stor massa du har, bör du också svara 60kg. Inom fysiken använder vi nämligen ordet massa i stället för vikt när vi talar om hur mycket ett föremål väger.
Förr i tiden hade man inte något tillförlitligt mått för att ange massa. När man skulle väga använde man viktenheter som korn och skålpund. Att använda sädeskorn som "mått" gav ju inte särskilt bra mätresultat, eftersom inte alla korn väger lika mycket.
Mycket av den kunskap vi har inom fysik, kemi och andra naturvetenskaper har vi kommit fram till genom att undersöka materia. Vi har fått kunskaperna genom att väga, mäta och göra matematiska beräkningar. Bananernas
Så småningom förstod man att det behövdes en viktenhet som var lika i alla länder. Man bestämde sig för att massan av 1liter vatten vid temperaturen +4 °C skulle kallas 1kilogram. Med stor noggrannhet tillverkade man en prototyp (modell, förebild). Denna består av en cylinder av metall, som väger precis 1kg.
Av praktiska skäl har man även infört större och mindre enheter. Massan av en lastbil kan anges i ton. När man beräknar brevportot använder man gram. När man väger upp små mängder kemikalier, anges massan ofta i milligram
När man ska väga med stor noggrannhet använder man idag nästan alltid elektroniska vågar. På de vågar som används i livsmedelsbutikerna, kan man som regel också avläsa hur mycket varan ska kosta.
1.Äldre typ av brevvåg.
2.Elektronisk brevvåg.
3.Balansvåg (förr en vanlig våg på laboratorier).
4.Elektronisk snabbvåg.
5.Badrumsvåg.
6.Hushållsvåg.
Mätning av längd
När man förr i tiden skulle mäta längder var man inte så noga. Man klarade sig bra med händer och fötter. Med en fot menades längden av en människofot. En aln var längden av en arm från armbågen till spetsen av ett finger. Längdenheten tum fick man genom att mäta på tummen. Eftersom alla människor inte har lika långa armar, fötter och tummar, blev längdenheterna inte lika i alla länder.
I slutet av 1700-talet beslöt fransmännen att ta jordklotet till hjälp för att konstruera en ny längdenhet. Med speciella metoder mätte man avståndet från ekvatorn till nordpolen. Denna långa sträcka delade man sedan i 10miljoner delar. Det värde man då fick kallades för 1meter. Sedan tillverkade man med stor noggrannhet en meterstav av metall. Denna fick tjäna som mall vid tillverkning av nya stavar, som sedan delades ut till de länder som ville införa metersystemet. Numera kan man kontrollera metern med hjälp av ljusvågor, som ger ett mycket säkert värde på längden 1meter.
Vilket hjälpmedel man väljer för längdmätning beror givetvis på vad som ska mätas. Om man ska man mäta upp en viss längd i trädgårdstäppan, nöjer man sig förmodligen med att "stega upp" avståndet.
I andra sammanhang, där man har större krav på noggrannheten, väljer man tumstock, måttband eller liknande. Ska man tillverka en maskindetalj, där det krävs mer exakta mått, använder man mätinstrument som skjutmått eller mikrometer
Numera finns det elektroniska avståndsmätare som sänder ut ultraljud (som inte kan uppfattas av vårt öra). När ljudet reflekteras exempelvis mot en vägg, kan avståndet direkt avläsas på instrumentets sifferfönster.
I kapitlet som handlar om optik (läran om ljuset) kommer du att få läsa om laserstrålar. Dessa kan bland annat användas för avståndsmätning. Vid ett av sina besök på månen placerade astronauterna en reflektor på månytan. Sedan riktades laserstrålar från jorden mot reflektorn. Avståndet till månen kunde då mätas så noga, att felet blev mindre än 1meter.
Vanliga enheter för längd
1mil= 10kilometer (10km)
1km= 1000meter (1000m)
1m= 10decimeter (10dm)
1dm= 10centimeter (10cm)
1cm= 10millimeter (10mm)
1.Tumstock.2.Mikrometer.3.Mönsterdjupsmätare. 4.Stållinjal.5.Skjutmått.6. och 7.Måttband.
Till sjöss använder man ekolod för att mäta havsdjupet. Från ett fartyg sänder man ut en ljudvåg som reflekteras mot havsbottnen. Genom att mäta tiden som det tar för ljudet att komma tillbaka till fartyget kan djupet beräknas.
Månen
Bestämning av area och volym
När man ska bestämma areor och volymer tar man ofta matematiken till hjälp. Arean för en rektangel beräknas med formeln:
Arean=längden bredden
I rummet till höger ska man lägga nytt golv. Golvskivornas sidor har längden 1m. Varje skiva har därför arean 1m2. Således blir golvets hela area 30m2.
I bostäder och arbetslokaler är det viktigt att rummen har tillräckligt stor volym så att de som vistas där får ett behagligt arbetsklimat. Det finns rekommendationer som talar om hur stor rumsvolym som behövs i olika sammanhang. Volymen beräknas på samma sätt som volymen för en låda.
Volymen=längden bredden höjden
En låda som har formen av en kub med kanterna 1dm har volymen 1dm3 (vilket är detsamma som 1liter).
Vilken enhet man ska använda för en viss volym, beror dels på hur stor volym som ska mätas, dels på hur noggrant man behöver mäta. Det har däremot inte med föremålets form att göra. Volymen av en mjölkförpackning kan ju anges i liter, precis som volymen av en flaska saft. Köper du en bensindunk, vattenhink eller en kastrull, står volymen nästan alltid angiven i liter.
När man inom sjukvården mäter upp mediciner eller fyller på injektionssprutor, är det opraktiskt att använda liter som enhet. Så små volymer anges nästan alltid i ml (milliliter).
Då vi till vardags behöver mäta upp en viss volym av en vätska, får vi ofta tillräcklig noggrannhet med ett vanligt litermått. När vi inom fysiken behöver större noggrannhet, använder vi graderade mätglas (även kallade mätcylindrar). På en laboration kommer du att undersöka hur mätglas också kan användas om man vill bestämma volymen av ett litet föremål. Metoden används på föremål som har en så oregelbunden form, att man inte kan räkna ut volymen.
Atomer och molekyler
De gamla grekiska filosoferna trodde att all materia bestod av fyra så kallade element, nämligen jord, vatten, eld och luft. Man trodde exempelvis att små mängder eld fanns i all materia och att eldens minsta delar kunde borra sig igenom praktiskt taget allting. Idag vet vi att all materia är uppbyggd av oerhört små byggstenar som kallas atomer Atom är ett grekiskt ord som betyder "odelbar".
För att få en förenklad bild av atomen tänker vi oss att vi har en järnbit som är så liten att vi knappt kan se den. Vi tänker oss vidare att vi kan krossa järnbiten så att vi får tusentals små järnkorn. Ett av dessa korn delas i ytterligare smådelar, o.s.v. Till sist skulle vi få ett så litet korn att det inte längre kunde delas–vi skulle få en järnatom
Vi har redan nämnt att vi själva och allting som finns omkring oss består av materia. Men all materia består i sin tur av atomer och ingenting annat! Ett föremål av guld består av ett oerhört stort antal guldatomer. Ett föremål av koppar består av kopparatomer. Man känner idag till något mer än hundra ämnen, som i likhet med järn, guld och koppar endast innehåller ett slags atomer. Sådana ämnen kallas grundämnen.
Atomerna är ofattbart små
En atom är oerhört liten. Som jämförelse kan du tänka dig att i ett enda äpple ryms lika många atomer som det skulle rymmas äpplen i hela jordklotet!
I figurer brukar man rita atomerna som kulor. Alla atomer är inte lika stora. Exempelvis är en kloratom mindre än en järnatom. Därför ritas inte heller kulorna lika stora. För att lättare kunna skilja på atomer från olika ämnen färglägger vi kulorna. Du får därmed inte tro att exempelvis syreatomerna i verkligheten är röda.
En molekyl består av två eller flera atomer
Luften omkring oss är huvudsakligen en blandning av kväve och syre (cirka 78% kväve och 21% syre). Resten är en blandning av koldioxid, vattenånga och andra gaser.
Syreatomerna svävar inte omkring hur som helst i luften. De förekommer nästan aldrig ensamma, utan de har slagit sig samman två och två och bildat syremolekyler. Detsamma gäller för kväveatomerna. De är parvis sammankopplade så att de bildar kvävemolekyler.
Sammansatta ämnen
Nästan alla ämnen du träffar på i din vardag är så kallade sammansatta ämnen, eller som de också kallas kemiska föreningar . Detta betyder att deras molekyler består av atomer från två eller flera olika grundämnen.
Socker är exempel på ett sammansatt ämne. En sockermolekyl är uppbyggd av atomer från tre olika grundämnen, nämligen kol, väte och syre.
Andra exempel på sammansatta ämnen är trä, plast, papper, porslin, olja, bensin och olika livsmedel. Det finns egentligen ingen gräns för hur många sammansatta ämnen man kan framställa. Alla ämnen som inte är grundämnen är sammansatta ämnen.
Även vatten är ett sammansatt ämne. Varje vattenmolekyl består av två väteatomer och en syreatom, som är förenade med varandra.
I luft är syremolekyler och kvävemolekyler blandade.
Vätemolekyler
Vattenmolekyler
Järn Klor Kväve Syre Väte
Glas
Plast
Trä
Keramik
Papper
Syremolekyl
Fasta ämnen, vätskor och gaser
När du tänder ett stearinljus värmer lågan från tändstickan upp stearinet så att det först blir flytande. När stearinljuset sedan brinner är det i själva verket stearin som hela tiden förgasas och antänds. Stearin kan alltså, precis som nästan all annan materia, förekomma i tre olika former, nämligen fast, flytande och som gas. Nedan har vi gett exempel på i vilken form några vanliga ämnen normalt finns. Försök själv komma på fler exempel!
Alla molekylerna i ett ämne hålls samman av mer eller mindre starka krafter. I ett fast ämne håller krafterna kvar molekylerna på bestämda platser. De sitter emellertid inte helt stilla, utan de svänger hela tiden. Om vi värmer det fasta ämnet ökar molekylernas svängningar. Så småningom börjar molekylerna ’’rulla omkring’’ utan att vara låsta till bestämda platser. Ämnet smälter, d.v.s. det övergår från fast form till flytande form.
Fortsätter vi att höja temperaturen ökar molekylernas rörelser ytterligare. Molekylerna närmast ytan lämnar då vätskan och sprider sig fritt i luften–ämnet övergår till gas.
Vatten, is och vattenånga består av samma slags molekyler. I isen sitter molekylerna bundna till bestämda platser.
När isen värms blir molekylernas svängningar kraftigare. Molekylerna är inte längre bundna till bestämda platser. Isen smälter (vid 0°C).
Vid temperaturen 100°C blir molekylernas rörelser så kraftiga, att de frigör sig från varandra. Vattnet kokar (övergår till ånga).
När vatten kokar bildas bubblor i vattnet. Bubblorna är fyllda med vattenånga. Efter hand stiger bubblorna upp till ytan och brister. Den temperatur då detta sker kallas vattnets kokpunkt. Vattnets kokpunkt är 100°C. Vatten kan övergå till ånga även vid lägre temperatur än 100°C. Ställer du en skål med vatten inomhus, märker du att vattnet försvinner efter en tid. Vattnet avdunstar och bildar vattenånga. Precis som vatten kan andra vätskor övergå till gas på två sätt–genom avdunstning och kokning.
Kondensation
När vattenånga kyls ner övergår den åter till vatten. Man säger att vattenångan kondenseras. Vid matlagning bildas ofta vattenånga som sprider sig i luften. När vattenångan träffar exempelvis en kall fönsterruta kondenseras ångan och avsätter sig som imma (små vattendroppar) på rutan. Från sjöar och vattendrag avdunstar vatten, så att det bildas vattenånga. När ångan sedan stiger upp i kallare luftlager, kondenseras den och bildar moln. Molnen består helt enkelt av små vattendroppar som ibland kyls av och fryser till iskristaller.
Luften som omger oss är en gas, men på laboratorier kan man kyla ner luften så mycket (till cirka -190°C) att den blir flytande. Kyler man sedan ner den flytande luften ytterligare (till ungefär -215°C) stelnar den till ett fast ämne.
Is Vatten Ånga
Ytspänning
Vi har redan nämnt att det finns starka krafter som håller ihop molekylerna i en vätska. Det är dessa krafter som gör att vattnet kan bilda droppar. Man säger att vatten, liksom andra vätskor, har ytspänning. Ytspänningen kan jämföras med en mycket tunn gummihinna, som försöker hålla ihop vattnets yta. Vid rengöring är ytspänningen till nackdel eftersom den gör det svårare för vattnet att tränga in mellan fibrer och i små porer. Därför innehåller tvål och vissa rengöringsmedel speciella ämnen som minskar vattnets ytspänning.
Kapillärverkan
Om du häller vatten i ett torrt dricksglas, kan du se att vattnet har en tendens att "klättra" upp en aning på glasets insida. Detta beror på att det finns en dragningskraft mellan vattnets och glasets molekyler. Man säger att vatten väter glas. Vatten väter också tyg och andra material som t.ex. läder. Däremot har vatten svårt att fästa på feta ytor. Därför putsar vi skorna med fet skokräm. Regnplagg är ofta behandlade med ett speciellt ämne som stöter ifrån sig vatten. Ställer vi ner tunna glasrör, så kallade kapillärrör, i en skål med vatten som i figuren till höger, stiger vattnet upp i rören av sig själv. Detta beror just på den dragningskraft som vattnets och glasets molekyler har på varandra. Fenomenet brukar kallas kapillärverkan. Ju tunnare rören är, desto högre stiger vattnet. Om du doppar ett hörn av en bit hushållspapper i vatten, kan du tydligt se hur vattnet stiger högre och högre i papperet. Även detta beror på kapillärverkan. I naturen spelar kapillärverkan en stor roll för växterna. I deras rötter och stjälkar finns fina kanaler som fungerar som kapillärrör. Tack vare dessa kan vatten med näringsämnen sugas upp ur marken och ledas vidare till växtens olika delar.
Densitet
Om man jämför olika ämnen med varandra så säger kanske någon att "järn är tyngre än trä". Men det behöver inte vara sant. En stor träkula kan ju vara tyngre än en liten järnkula. Om kulorna är lika stora, d.v.s. om de har lika stora volymer, väger däremot järnkulan mer. Varför gör den det? Det beror dels på att järnets atomer är tyngre och dels på att atomerna är mer packade i järnkulan. Man säger att järn har högre densitet än trä. Densiteten för ett ämne talar nämligen om hur många gram 1cm3 väger. Ordet "densitet" är lättare att förstå om man tänker på att det betyder täthet
Densiteten=hur många gram 1cm3 väger.
Studera tabellen till höger:
Hur många gram väger 1cm3 guld?
En korkbit har massan 0,2g. Hur stor är korkbitens volym?
En glasbit väger 5g. Hur stor volym har glasbiten?
Densiteten för vatten
ÄmneDensitet g/cm3
Aluminium2,7
Bly 11,3
Guld19,3
Järn 7,8
Granit2,7
Glas 2,5
Trä (furu)0,5 Kork 0,2
Stearin0,9
Vatten1,0
Is 0,9
Kvicksilver13,6
Tändvätska0,8
Glykol1,1
Densiteten för vatten är 1g/cm3. Detta betyder alltså att 1cm3 vatten har massan 1g. 1liter (=1dm3) vatten väger 1kg. Vi kan därför lika gärna säga att vattnets densitet är 1kg/dm3 Vilken enhet densiteten får, beror således på vilka enheter man använder för massan och volymen.
När man ska bestämma densiteten för ett ämne eller ett föremål, tar man reda på hur mycket det väger och hur stor volymen är. Densiteten beräknas sedan genom att man dividerar massan med volymen.
Ex:En metallbit väger 33,9g och har volymen 3cm3.
Beräkna densiteten.
Se efter i densitetstabellen vilket ämne det kan vara.
Materia kan inte förstöras
Du har lärt dig att materia kan förekomma i formerna fast, flytande och gas. Under flera hundra år var luft den enda gas man kände till. Kanske berodde detta på att nästan alla gaser är genomskinliga och färglösa.
Om vi löser salt i vatten och låter lösningen stå i en skål så återstår bara salt på skålens botten efter några dagar. Vattnet tycks ha försvunnit. Men vattnet har inte förintats eller förstörts. Det har avdunstat och övergått i gasform. Vattenmolekylerna finns kvar utspridda i luften. I alla sammanhang som vi känner till, visar det sig att materia varken kan förstöras eller nyskapas–den kan bara omvandlas till andra former.
Att undersöka ämnen
Vissa ämnen är rena grundämnen, d.v.s. alla atomerna i ämnet är av samma slag. Metaller som guld, silver, järn, krom, tenn och koppar är grundämnen. Genom att smälta samman två eller flera olika metaller får man en blandning som kallas legering. Denna har andra egenskaper än de metaller som ingår. Exempelvis är både koppar och tenn mjuka metaller. Men om man smälter samman koppar och tenn får man en hård legering som kallas brons. För ungefär 4000 år sedan använde våra förfäder denna legering för att bland annat göra yxor.
Samtliga metaller utom kvicksilver är fasta ämnen vid rumstemperatur. En typisk egenskap hos metaller är deras glänsande yta. Man säger att de har metallglans. Ett
Sammanfattning
Allting som kan vägas består av materia
Massan av ett föremål bestäms genom vägning.
Massan anges i kg (kilogram).
Om man ska mäta noggrant på mindre föremål kan man använda ett skjutmått eller en mikrometer.
Alla ämnen består av atomer
Ett grundämne består av endast ett slags atomer.
Ett sammansatt ämne kallas även kemisk förening. Ett sammansatt ämne består av atomer från två eller flera olika grundämnen. Alla ämnen som inte är grundämnen är sammansatta ämnen.
Atomer kan slå sig samman och bilda molekyler. En vattenmolekyl består av två väteatomer och en syreatom.
Lösning:
33,9
Densiteten = 3 g/cm3 = 11,3g/cm3
När en bil förbrukat 1liter bensin finns det visserligen 1liter mindre i tanken, men vart har atomerna som bensinen bestod av tagit vägen? Jo, samtliga atomer finns nu i avgaserna som sprids i luften. En träbit som brinner upp, omvandlas på samma sätt till avgaser. Här blir det dessutom aska och lite träkol kvar, men inte en enda atom har förstörts.
De atomer som t.ex. Napoleon andades ut i sitt sista andetag finns kvar. Man kan utgå ifrån att atomerna nu har fördelat sig jämnt i hela jordens atmosfär. Varje andetag som du tar, innehåller därför med stor sannolikhet minst en atom, som Napoleon utandades.
annat utmärkande drag hos metallerna är att de leder elektricitet och värme. Om du håller i en metallsked som doppas i hett kaffe, känner du att värmen leds genom skeden till din hand.
Att säkert avgöra vilket ämne man har att göra med är ofta mycket svårt. Man brukar ibland bestämma ämnets densitet och sedan söka i tabeller. Ämnets färg och hårdhet kan också ge ledtrådar. Vissa metaller, som järn och nickel är magnetiska, d.v.s. de dras till en magnet.
Många fasta ämnen går att lösa i vatten eller något annat lösningsmedel. Andra egenskaper är eventuell lukt och smak. Du ska emellertid aldrig smaka eller lukta på ett ämne om du inte är helt säker på att det inte är giftigt!
Luft består huvudsakligen av gaserna kväve och syre. Materia kan finnas i formerna fast, flytande och gas. I fasta ämnen sitter molekylerna på bestämda platser. I en vätska är molekylerna rörligare än i fasta ämnen. I en gas rör sig molekylerna fritt.
Kyler man ner vattenånga kondenseras den och blir vatten. Det är på så sätt som molnen bildas.
Ytspänningen beror på sammanhållande krafter mellan vätskans molekyler. Ytspänningen gör att vatten kan bilda droppar.
Kapillärverkan gör att vätskor kan sugas in i små håligheter och kanaler som kan finnas i ett ämne.
Densiteten anger hur många gram 1cm3 av ett ämne väger.
L01.Laboration Vi väger föremål
Materiel:Brevvåg, 10 spikar(av samma sort), några föremål vars massa (vikt) ska bestämmas.
1.Se efter hur många gram det är mellan två delstreck på den våg du ska använda. Se till att vågen står plant.
2.Justera så att visaren står mitt för 0-strecket.
3.Du ska nu väga några olika föremål. Försök först gissa hur mycket varje föremål väger. För in värdena i tabellerna.
Gissad vikt
Föremål Vågen visar
Gissad vikt Föremål Vågen visar
4.Du får några spik av läraren. Du ska nu bestämma hur mycket en spik väger. Beskriv hur du kan göra för att få ett så noggrant värde som möjligt:
Resultat: 1spik väger(har massan)
L02.Laboration Hur stor är volymen?
Materiel:Mätglas, eventuellt volymbägare, snöre, några föremål vars volym ska bestämmas.
Som regel är mätglasen graderade i ml eller cm3 1ml=1cm3
Läraren visar hur man ska avläsa volymen i ett mätglas.
1.Avläs och skriv vattenvolymen i figurerna till höger.
B: ml A: ml
2.Du ska nu bestämma volymen för några föremål som läraren tagit fram. För in värdena i tabellen. Diskutera i klassen hur man ska gå tillväga. Skriv lämpliga rubriker i de två tomma kolumnerna i tabellen nedan.
Föremål
Hur kan du göra om föremålet inte får plats i mätglaset?
Föremålets volym
L03. Laboration Uppskattning
Materiel:Linjal, måttband, eventuellt mätglas, flaskor (eller annat) vars volym ska uppskattas.
I många sammanhang har man nytta av att med ögonmått kunna göra uppskattningar av exempelvis längd, area och volym. Du ska nu öva dig i konsten att göra uppskattningar.
Här är några förslag på saker du kan öva dig på:volymen av en flaska, skrivtavlans höjd och längd, arbetsbordets längd, bredd och höjd. Du kan säkert själv hitta på fler förslag. För in dina värden nedan. Glöm inte enheterna!
1.Rita på ett rutat papper en kvadrat som har sidan 10cm.
2.Rita en yta i kvadraten (ungefär som det skuggade partiet i figuren).
Ungefär hur stor area har ytan du ritat? ..............................
Metod 2: Du ska nu pröva ett annat sätt att bestämma arean.
3.Kalkera av kvadraten och den oregelbundna ytan på en bit kartong.
4.Klipp sedan ut hela kvadraten och väg den.
Hela kvadraten väger Arean av hela kvadraten är
5. Klipp ut den oregelbundna figuren och väg den.
Diskutera i klassen hur man kan beräkna arean som finns innanför linjen?
Resultat:
L05 Laboration
Materiel:Karta, lättböjlig metalltråd, linjal.
Du ska nu använda en linjal och en lättböjlig metalltråd för att mäta avståndet mellan Malmö och Gävle på kartan. Färdvägen är följande:Malmö–Helsingborg–Jönköping–Norrköping–Stockholm–Uppsala–Gävle.
1.Kartans skala: Hur mycket motsvarar 1cm på kartan?
Hur stort är avståndet mellan de båda platserna ungefär?
I en avståndstabell anges avståndet till:
2.Hur många kilometer skulle man spara om man kunde köra "fågelvägen" mellan Malmö och Gävle?
1.Putsa den ena sidan av en plåtbit med hjälp av sandpapper. Gnid sedan in matolja på ungefär hälften av den rengjorda ytan.
2.Droppa vatten på hela plåtytan. Beskriv vad som händer och varför:
3.Sätt en droppe diskmedel på plåtens feta yta och droppa åter vatten på hela plåten.
Vad händer?
Varför?
fig1
fig2
L07 Laboration Kapillärverkan
Materiel:2lika stora glasskivor, gummiband, tändsticka, låg skål, matolja.
1.Rengör de båda glasskivorna med diskmedel så att de blir fria från fett och smuts.
2.Lägg sedan en tändsticka (utan svavel) mellan glasskivorna och fäst ihop dem med ett gummiband.
3.Sätt ner skivorna i en låg skål med vatten (gärna färgat).
4.Rita en figur som visar glasskivorna (sedda från sidan).
Visa hur vattenytan mellan glasskivorna ställer sig. Försökgeenförklaring:
5.Torka av glasen noggrant och gnid sedan in dem med matolja så att de får en ’’fet’’ yta.
6.Montera sedan glasen på samma sätt som tidigare och ställ ned dem i vattnet.
Rita hur vattenytan ställer sig nu. Försökgeenförklaring:
7.Rengör glasskivorna med diskmedel innan du lägger dem tillbaka.
L08
Laboration
Kapillärverkan i olika jordarter
Materiel:Jordarter med olika kornstorlek (t.ex. lerjord, matjord, sandjord, ren sand), sked, glasskål, 4 tygbitar, 4 gummiband, 4 stora provrör (diameter cirka 20 mm).
Du ska nu undersöka hur olika typer av jord kan suga upp vatten.
1.Jorden du ska använda måste vara torr. Är den fuktig kan du torka den på en plåt över en låga eller kokplatta.
2.Häll de olika jordarterna i var sitt provrör (ungefär lika mycket i varje).
3.Lägg tygbitarna över öppningarna och sätt fast dem med gummiband.
4.Ställ sedan ned provrören samtidigt med öppningen nedåt i en skål med vatten (som i figuren).
Provrör 1 innehåller
Provrör 2 innehåller .........................................................................................
Provrör 3 innehåller
Provrör 4 innehåller
Rita i figuren hur högt vattenytan stiger i de olika rören.
Diskutera resultatet i klassen.
123 4
Materiel:Våg, mätglas, snöre, föremål av olika material.
Vad menas med densitet?
Skriv formeln som kan användas för att beräkna densiteten:
Du ska nu bestämma densiteten för några olika föremål. Med hjälp av tabellen i slutet av boken ska du sedan försöka komma fram till vilka ämnen de är gjorda av.
Föremål
MassaVolym
BeräknadFöremålet är troligen densitetgjort av
Extrauppgifter:Använd densitetstabellen på sid8 och lös följande uppgifter.
1.Du ska först ta reda på hur mycket 100cm3 torr sand väger. Fundera själv ut hur du kan gå tillväga.
Sandens massan är:
2.Häll 100cm3 vatten i mätglaset.
3.Häll sedan över sanden i mätglaset och lägg märke till hur mycket vattnet stiger.
Försök förklara varför vattnet inte steg till 200cm3-strecket: ........................................................................................................
Sandens "riktiga" volym är : ...........................
4.Du har redan bestämt sandens massa. Därför kan du nu beräkna densiteten för den bergart som sandkornen består av
Densiteten är :
5.I tabellen i slutet av boken finns namnet på en vanlig bergart i Sverige. Stora mängder av den har malts sönder till sand och grus av inlandsisen en gång i tiden.
Vad heter denna bergart och vilken densitet har den?
Materiel:Våg, mätglas, bägare, provrör, snöre, matolja, olika vätskor (läs varningstexten).
Du ska nu bestämma densiteten för olika vätskor.
Skriv formeln som används för att beräkna densitet:
1.Börja med att väga bägaren tom och sedan med 50cm 3 vätska.
Skriv dina värden i tabellen och beräkna densiteten. Glöm inte att skriva vilka enheter du använder i tabellen.
Genom att ta reda på så många egenskaper som möjligt bör du kunna bestämma vilka ämnen det handlar om.
I tabellen nedan har vi gett exempel på egenskaper som du kan undersöka.
Egenskaper
(Hitta själv på fler)
Färg
Metallglans
Mjukt/hårt
Flyter på vatten
Jag tror att ämnet är
Ämne nr 1Ämne nr 2Ämne nr 3Ämne nr 4Ämne nr 5
1.Vad menas med materia?
2.Ge ett par exempel på sådant som inte är materia.
3.Vilket ord använder du till vardags för massa?
4.Ge exempel på några vanliga vågar. .........................................................................................................................................
5.a)1,2kg= gb)3,6kg= gc)13,06kg= g
d) 420g= kge)82g= kgf)9400g= kg
6 a)150mg= gb)0,15g= mgc)15g= mg
d) 1,5 g= mge)650mg= gf)65mg= g
7.En balansvåg är i jämvikt när ett föremål ligger på den ena vågskålen och den andra belastas med dessa vikter: 2 st 1kg-vikter, 1st 200g-vikt och 1st 100g-vikt.
Hur många gram väger föremålet?
8. Till en viss balansvåg hör följande uppsättning vikter:1 gram 1 st10gram1st100gram1st 2gram2st20gram2st200gram2st 5gram1st50gram1st500gram1 st Kombinera vikterna så att summan blir:
a) 69g:
b) 333g:
c) 0,568kg: .........................................................................................................................................................................
9. Du har en påse med några tusental likadana skruvar. Du vill veta ungefär hur många skruvar det finns i påsen, men tycker att det är för tidsödande att räkna dem. Hur kan du göra?
10.Räkna upp några vanliga mätinstrument för längdmätning.
11.Du ska noggrant mäta diametern på en rund stav som är cirka 10mm tjock. Ange två lämpliga mätinstrument.
13.Mät klassrummets längd och bredd. Beräkna sedan golvets area.
Golvets längd: Golvets bredd: Golvets area:
14. Rummet som avbildats på sid5 ska tapetseras. Hur stor area ska tapetseras om fönster och dörr tillsammans har arean 4,5 m2 ?
15. För att beskriva tjockleken av ett pappersark anger man hur många gram 1m2 av arket väger. Denna fysikbok är tryckt på en papperstjocklek som kallas "80g-papper". Det betyder att 1m2 av arket väger 80g. (1 cm2 av arket väger 0,008g). Bokens blad har ett standardformat som kallas A4. Mät bokens längd och bredd. (Avrunda till hela centimeter).
a) Längden: bredden: Arean av ett ark i boken: cm2
b) Ett ark bör väga:
c) Bokens pärmar och rygg väger totalt 26g. Hur mycket bör då denna bok väga?:
(Kontrollväg gärna).
16. a)1dm3 = cm3 b)1dm3 = literc)1liter= cm3
17.a)På en bägare står 100cm3. Hur många ml rymmer den?
b)På en dunk står 2500ml. Hur många liter rymmer den?
18.Hur stor volym har en skokartong som är 30cm lång, 15cm bred och 12cm hög?
19.Under en fysiklaboration ska du mäta upp 30cm3 vatten. Vad kan du då använda?
20. Hur kan man ta reda på volymen av en vattendroppe från en kran som står och droppar?
21.Du ska noggrant mäta upp en vätska i ett mätglas. Du har att välja mellan två mätglas som rymmer lika mycket. Det ena mätglaset är högre och smalare än det andra. Vilket bör du välja? Förklara varför
22. Du har en oregelbundet formad sten som är ungefär lika stor som en sockerbit. Beskriv hur du kan gå till väga för att bestämma stenens volym.
23. Beskriv hur du kan göra för att bestämma volymen av en oregelbundet formad sten som väger 2kg.
24.Vad heter den minsta delen av ett grundämne? Vad betyder ordet?
25.Vad menas med ett grundämne?
26.Ge ett par exempel på grundämnen: ...................................................................................................................................
27.a)Vad kallas sammansatta ämnen med ett annat namn?
b)Ge ett par exempel på sådana ämnen:
28.a)Vad består en kvävemolekyl av?
b)Vad består en vattenmolekyl av?
Studieuppgifter
29.I vilka tre former kan de flesta ämnen förekomma?
30.Ge exempel på ett ämne som du träffat på i alla tre formerna:
31.a)Vad händer med de flesta fasta ämnen när de värms upp så mycket att molekylerna frigör sig från varandra?
b)I vilken form är ett ämne där molekylerna sitter på bestämda platser?
32.a)Vatten harkokpunkten: °Cb)Vatten har fryspunkten: °Cc)Is har smältpunkten: °C
33.Stryk under de ämnen som är flytande vid temperaturen 800 ° C. a)Vattenb)Aluminiumc)Koppard)Gulde)Silverf)Zinkg)Tennh)Blyi)Järn
34.Vad finns i bubblorna då vatten kokar?
35.Vad händer med luft när den kyls ner till cirka –190°C?
36.Vad menas med att vattenånga kondenseras?
37.Hur försvinner vattnet från blöta plagg när man hänger dem till tork?
38.Beskriv hur moln bildas. .......................................................................................................................................................
39.a)Vad är det som gör att vatten kan bilda droppar?
b)Detta fenomen uppträder i många sammanhang. Ge exempel på när det är till nackdel.
40.Om du doppar ett hörn av en sockerbit i kaffe så sugs kaffet upp i sockerbiten.
a) Vad beror detta på? .................................................................................................................
b)Ge exempel på var detta förekommer i naturen.
41.Vad menas med densiteten för ett ämne?
42. Studera kuberna och densitetstabellen på sid 8. Vi har ett antal lika stora kuber av olika material. Hur många träkuber behövs för att de ska väga lika mycket som
a) en kub av glas? b) 10 st kuber av järn? c) 5st kuber av kork?
43.Hur mycket väger 1dm3 a)vatten? .................... b)järn? ...................... c)guld? .....................
44. En halv liter av en viss olja väger 0,46kg. Hur stor är oljans densitet?
45. Två kulor har samma massa. Den ena kulan är tillverkad av koppar och den andra av järn.
a) Vilken kula har störst volym?
b) Hur vet man det?
46.En bägare med vatten väger 560g. Om vi häller ut vattnet väger bägaren 380g.
Hur stor vattenvolym fanns i bägaren? ................................................................................................................................
47. Vi ställer en tom bägare på en våg, som då visar 210g. Sedan häller vi 200cm3 aceton i bägaren.
Hur mycket ska vågen då visa?
48.Skriv en formel som kan användas för att beräkna densiteten.
49. Ställ två likadana bägare på var sin vågskål på en balansvåg. Fyll den ena bägaren till brädden (så mycket det går) med vatten. Kan du sedan hälla T-sprit i den andra bägaren tills vågen väger jämnt? Motivera ditt svar.
50. Hur mycket väger luften i rummet som avbildats på sid5?
51. Ett prydnadsföremål väger 2,5kg och har formen av en kub med sidorna 10cm. Man vill veta om föremålet är gjort av glas eller plexiglas.
a) Vad är det gjort av?
b) Hur vet du det?
52. En vattenkran står och droppar. Du samlar upp vattendropparna i ett mätglas. När det droppat ner 200 droppar är vattenvolymen i mätglaset 18 cm3. Hur mycket väger en vattendroppe?
53. En låda av furuträ har yttermåtten:längd=32cm,bredd=12cm,höjd=8cm Lådans botten och väggar är 1 cm tjocka.
a) Hur mycket rymmer lådan? ...........................................................................................................................................
b) Hur mycket väger den?
54. En balansvåg är i jämvikt när två likadana bägare står på var sin sida. I den ena bägaren lägger du ett antal iskuber som tillsammans väger 9 gram. I den andra bägaren lägger du små kuber av furuträ. Kuberna har sidorna 1 cm.
a) Hur många sådana kuber ska du lägga i bägaren för att det ska väga jämnt?
b) Vad händer med balansvågens jämvikt när isen smälter? ............................................................................................
c) Hur stor volym vatten finns i bägaren när alla isbitarna har smält?
55.Nämn tre saker man kan undersöka för att ta reda på om ett föremål är gjort av någon metall?
Fysik 1
Materia
Krafter
Tid och rörelse
Ellärans grunder
Tryck
Solen och planeterna
Kemi 1
Ämnena omkring oss
Kemiska reaktioner
Syror och baser
Salter
Fysik 2
Arbete-Energi-Effekt
Värmelära
Meteorologi
Ellära-Magnetism
Optik
Akustik
Fysik 3
Mekanik
Elektronik
Atom- och kärnfysik
Astronomi
Energikällor
Kemi 2
Kolföreningar
Alkoholer-SyrorEstrar
Vardagens kemi
Några viktiga material
Lärarhandledningarna
Kemi 3
Eld och brand
Kemiska bindningar
Elektrokemi
Från malm till metall
Vår livsmiljö
Analys och beräkningar
I lärarhandledningarna finns kommentarer till laborationerna i faktaboken samt förslag till ytterligare elevförsök/lärardemonstrationer.
Lärarhandledningarna innehåller dessutom förslag till provuppgifter.
