9789151110486

Tk

Tk T E K N I K

4–6

Utkik

Maria Sandström & Anna Wirstedt

Utkik

Tk T E K N I K

T E K N I K 4–6

Utkik Teknik andra upplagan är ett modernt och flexibelt läromedel som är framtaget till de nya kursplanerna och som ger stora möjligheter till en varierad och rolig undervisning.

Texten är lättillgänglig och intresseväckande. Spännande diskussionsuppgifter och kluriga repetitionsfrågor får eleverna att tänka till, få fler perspektiv och ett djupare förståelse. Ett rikt bildmaterial ger inlevelse och bra stöd för inlärningen. I varje kapitel finns Aktiviteter där eleverna får möjlighet att arbeta praktiskt.

I Utkik lärarwebb finns förslag på lösningar av större uppgifter och kommentarer till Aktiviteterna.

Utkik-serien: • har ett upplägg anpassat till Lgr22 • har innehållsfrågor och ofta diskussionsrutor i marginalen • har flera Hållplatser med sammanfattning, viktiga begrepp och uppgifter i varje kapitel • har återkommande Aktiviteter där eleverna kan tillämpa sina kunskaper

ISBN 9789151110486

9 789151 110486

4–6

Maria Sandström & Anna Wirstedt

Utkik

Innehållsförteckning Att arbeta med teknik.......................... 6

Hållfasthet ........................................... 36

Teknik som ämne...................................... 7 Vad är teknik? .......................................... 7 Tekniska föremål....................................... 8 Tekniska system ........................................ 8 Var kommer maten ifrån? ......................... 9 Tekniska frågor.........................................10 Att förklara vanlig teknik.......................... 11 Christopher Polhem (1661–1751)..............12 Vilken ”teknisk utrustning” föds vi med?.............................................13 Teknisk problemlösning...........................14 Teknisk läskunnighet................................14 Dokumentation av teknikarbete...............15 Ritningar..................................................16 Modeller..................................................17 Uppfinningar...........................................18 Hållplats 1..............................................21

När hållfasthet är viktigt.......................... 37 Varför går saker sönder?........................... 37 Öresundsbron......................................... 38 Saker som är gjorda för att gå sönder....... 38 Materialformer........................................ 40 Välja material.......................................... 44 Vanliga material...................................... 44 Att sammanfoga...................................... 46 Stabila konstruktioner............................. 47 Broar....................................................... 48 Broars betydelse....................................... 48 Olika slags broar...................................... 49 Valv......................................................... 50 Tyngdpunkt och stödyta.......................... 50 Hållplats 3.............................................51

Tekniska lösningar i hemmet ............ 22

Föremål med rörliga delar........................ 23 De fem enkla maskinerna........................ 23 Redskap i hemmet................................... 25 Förvaring................................................. 28 Skor........................................................ 28 Kläder..................................................... 30 Att hänga kläder.......................................31 Design..................................................... 32 Designprocessen...................................... 32 Att vara innovativ och företagsam............ 34 Hållplats 2............................................ 35

4

Innehållsförteckning

Teknik i rörelse .................................... 52

Att skapa rörelse...................................... 53 Olika sorters rörelse................................. 55 Förändra rörelse med hjälp av hjul........... 59 Att skapa flera rörelser samtidigt.............. 60 Att förflytta rörelse.................................. 62 Cykeln ................................................... 64 Hållplats 4..................................................... 67 Tekniska lösningar med elektricitet............................................ 68

Elektricitet.............................................. 69 Elektricitet förr och nu............................ 70 El ger ljus.................................................71 Elektriska hjälpmedel.............................. 73 El ger värme............................................ 74

Hur fungerar en brödrost?....................... 75 Elektricitet ger rörelse.............................. 75 Elektricitet ger ljud.................................. 76 Elektricitet vid kris.................................. 78 Vi måste spara energi............................... 79 Energitjuvar............................................ 80 Hållplats 5.............................................81 Datorer och programmering............. 82

Program styr datorer................................ 83 Nätverk................................................... 84 Vad består en dator av?............................ 85 Finns det risker med digitala miljöer?...... 86 Mobiltelefoner........................................ 87 Att skriva program .................................. 88 Program i vardagen ................................. 89 Hur fungerar trafikljus?........................... 89 Samma funktion – olika föremål............. 90 Historik....................................................91 Robotar................................................... 92 Drönare................................................... 93 Internet of things och det intelligenta hemmet................................ 94 Hållplats 6............................................ 95 Tekniska system .................................. 96

Tekniska system i samhället .................... 97 Väldens största tekniska system................ 97 Elnät ...................................................... 98 Gotlandskabeln....................................... 99 Återvinning............................................100 Tekniska system i staden ........................102 Tekniska system i historien.....................106

Tekniska system i skolan ........................109 Hållplats 7.............................................111 Att planera en stad............................ 112

Vad är en stad? ...................................... 113 Världens största städer............................ 113 Bostäder ................................................ 114 Utemiljön .............................................. 115 Kommunikation .................................... 116 Vägar...................................................... 117 Busslinjer............................................... 118 Spårvägar och tunnelbana ......................120 Den hållbara staden................................122 Avfall......................................................124 Hållplats 8...........................................125 Teknik på arbetsplatser ....................126

Vad är en teknisk arbetsplats? ................127 Tekniska system......................................128 Vad gör en ingenjör? ..............................129 Tekniska system på arbetsplatser.............132 Teknik i mataffären................................133 Förpackningar........................................134 Prismärkning med streckkod..................135 Kortbetalning.........................................135 Affärer förr och nu.................................137 Kylande teknik ......................................138 Räddningstjänsten – Brandbilen.............138 Boktryckarkonsten ................................140 Hållplats 9........................................... 141 Register..................................................142 Bildförteckning......................................143 Innehållsförteckning

5

Tekniska system För att ett samhälle eller ett helt land ska fungera behövs flera stora tekniska system. När vi säger fungera menar vi fungera så som vi är vana vid i Sverige idag. Självklart fungerade vårt land redan innan dessa tekniska system fanns. Vi har vant oss och blivit mer eller mindre beroende av en viss standard i vår vardag. I andra delar av världen är människor vana vid andra sätt att leva. I det här avsnittet har vi Sverige som utgångspunkt. Kanske har du erfarenheter av andra länder som du kan jämföra med.

Läs om …

• tekniska system i samhället • tekniska system i staden • tekniska system i skolan 96

Tekniska system

Tekniska system i samhället Ett tekniskt system består av flera komponenter som samverkar med varandra. Det är lätt att tänka på föremål som bilar, cyklar eller datorer men det behöver inte handla om saker som går att ta på. Hur ett riksdagsval i ett land organiseras kan också sägas vara ett tekniskt system. Blir det fel någonstans i detta system så stämmer inte val­ resultatet och det skulle kunna vara ett hot mot vår demokrati. När det blir fel någonstans i de största tekniska systemen i samhället kan det få riktigt stora konsekvenser.

När du pratar om så här stora tekniska system är det viktigt att du begränsar dig. Det går inte att titta på varje komponent ner till minsta skruv som du kanske gör när du pratar om ett litet tekniskt system

Väldens största tekniska system Det största tekniska systemet är utan tvekan internet. Det är som en ”chef ” över världens alla digitala system. Internet kan liknas vid en superdator som har kontakt med alla uppkopplade datorer i hela världen. Detta gör att alla datorer kan dela precis allt med alla andra datorer. Internet är viktigt och ger oss möjlighet att uppleva fantastiska saker. Vi kan prata med våra vänner på andra sidan jordklotet eller med dem i huset bredvid, spela spel med kända och okända vänner och själva eller tillsammans med andra titta på roliga videor. Vi kan även hitta information om nästan vad som helst.

Innan internet fanns var datorer vanligtvis inte sammankopplade med varandra. I vissa fall kunde de vara sammankopplade med datorer i närheten, men då bara i små lokala nätverk.

Nuförtiden är det lätt att komma åt internet via en bredbands­ uppkoppling.

1. Vad är ett tekniskt system?

2. Vilka tekniska system i samhället känner du till?

3. Vilket nytta har vi av tekniska system?

Vad har ni för erfarenheter av tekniska system i andra länder? Berätta för varandra vad ni har varit med om på andra platser i världen när det gäller till exempel trafik, elnät, vatten och avlopp.

Vad var det senaste du själv sökte information om: - i skolan?

- hemma?

­

­

Korta fakta om internet • Internet uppstod 1969 ur Arpanet, ett militärt dator­ nätverk i USA. • Den 29 oktober 1969 är ett historiskt datum eftersom det var då det första meddelandet mellan två datorer skickades på Arpanet

• 1993 får Sverige sin första webbsida • 1994 får svenska privat­ personer möjlighet att skaffa internetabonnemang • I början av 2 000-talet började bredbandsuppkopplingar bli vanliga

• Google är världens mest använda sökmotor och används för mer än 90 pro­ cent av alla sökningar på webben • Vill du veta mer om Internet och dess historia kan du lätt googla på egen hand

Tekniska system

97

Elnät Elområde 1

Elområde 2

Elområde 3

Landets elnät går att jämföra med våra vägar fast vägarna har inte lika tydliga startpunkter som elnätet har. Alla landets elledningar startar i ett kraftverk. Det kan vara ett vindkraftverk, ett vattenkraftverk eller ett kärnkraftverk. Det finns även andra sorters kraftverk, men dessa tre sorter är de största elproducenterna i vårt land.

Från kraftverken går det ledningar som förgrenar sig som ett nät över landet. Det finns så många och långa ledningar i Sverige att man kan vira dem ungefär 14 varv runt jorden.

Kraftverken kopplas ihop med varandra med hjälp av de största ledningarna som går från vattenkraftverken uppe i Norrland till vindkraftverken längst ner i Skåne. Dessa ledningar kallas för stamnät

Elområde 4

Sverige är indelat i fyra olika elområden. Elen kostar olika mycket i de olika områdena.

Stamnät 400 kv Kärnkraftverk. vattenkraftverk m.m.

På vilket sätt kan en storm ställa till med problem med elledningarna?

Fundera.

Transformatorstation

Transformatorstation Mellanspänningsnät 15 kV

Regionnät 130 kv

Lågspänningsnät 400 V

Transformatorstation

Servisledning 400/230 V Fastighet

98

Tekniska system

och de är lätta att känna igen. De är ganska tjocka, sitter flera till­ sammans högt uppe i stolpar gjorda av fackverk. Stamnätet har väldigt hög spänning. Ett vanligt batteri i en ficklampa brukar ha 4,5 V och stamnätet har cirka 400 000 V. Från stamnätet går det mindre ledningar till större områden och storstäder. Dessa ledningar är också uppe i luften men de är inte lika tjocka och stolparna är inte lika höga. De kallas för regionnät eftersom de leder elektricitet till en region. Spänningen i regionnätet är cirka 100 000 V. För att sänka spänningen behövs transformatorstationer. Stationerna omges av höga stängsel. Stängslen är där för att öka säkerheten. Så här höga spänningar är förenade med livsfara.

Nästa nivå kallas mellanspänningsnät. Spänningen är nu sänkt till runt 15 000 V i en ny transformatorstation. Dessa ledningar går till städer, mindre orter och industrier. Går ledningarna genom skog är de ofta nedgrävda. Om de inte är nedgrävda blir det lätt problem vid kraftiga stormar.

Sista delen av nätet kallas lågspänningsnät. Det är detta nät som leder fram strömmen till alla hus. Även här går ledningarna via en transformatorstation och spänningen sänks till 400 V. De här transformatorstationerna ser ofta ut som små hus som står runt om i kvarteren. Nu går i stort sett alla ledningar i marken för att det ska vara så skyddat och säkert som möjligt. Inne i ditt hus sänks spänningen en sista gång så att det blir 230 V i vägguttagen.

Gotlandskabeln Har du någon gång funderat på hur elektricitet kommer ut till öar?

Har alla öar egna kraftverk eller går det ledningar ut i vattnet? År 1924 kom arbetet igång med att bygga ut ett elnät på Gotland.

De hade redan kraftverk och ett eget elnät på ön. Men gotlänningarna fick betala mer för sin el än vad de som bodde på fastlandet gjorde.

Behovet av el och lägre priser ökade och på 50-talet fanns det teknik för att lösa problemet. År 1954 kopplade man in en kabel i elnätet på fastlandet och drog den längs havets botten från Västervik hela vägen ut till Gotland. För att nå hela vägen fram behövde den vara 110 km lång. Behovet av el ökade sedan ännu mer och det byggdes fler egna kraftverk på ön. Idag finns det två kablar från fastlandet ut till Gotland.

Det finns även planer på en tredje kabel eftersom behovet av el ökar.

1. Var startar alla landets elledningar?

2. Vad kallas de största ledningarna som kraft­ verken kopplas ihop med?

3. Vad menas med regionnät?

1. Vårt stora behov av elektri­ citet är ett problem som måste lösas på något sätt.

Ett sätt är att använda mindre mängd el. Vad skulle du kunna minska på?

2. Vilka blir vinsterna för samhället om vi använder mindre el tror du?

3. Vårt elnät består idag av många mil ledningar och de flesta länder har sina egna elnät med lika många och långa ledningar. Hur skulle detta kunna lösas på ett bättre sätt i fram­ tiden tycker du?

Det finns flera olika typer av kablar och ledningar som går på havets botten mellan olika länder. Kablarna är till för elektricitet och kommunikation.

I ledningarna kan det finnas gas eller olja.

Tekniska system

99

En teknisk lösning för att dela på lätta och tunga förpackningar är att blåsa luft på dem. Det gäller att blåsa precis lagom hårt för att det ska fungera. Här skiljs hårdplast från mjukplast.

HÅLLBARA STÄDER OCH SAMHÄLLEN

Mål 11 handlar bland annat om hållbara system för återvinning.

100

Tekniska system

Återvinning Det tekniska systemet för återvinning sträcker sig över hela landet. En del av systemet för återvinning håller sig i den egna kommunen men andra delar kräver samverkan med andra kommuner.

Idag finns det möjlighet att sortera i stort sett allt vårt avfall. Mycket av det vi sorterar går till återvinning. Beroende på vilket material avfallet är gjort av händer olika saker med det. Alla dessa olika händelser kan ses som ett enda stort tekniskt system. Det går också att dela upp det i många mindre system så att pappersåtervinning är ett, glasåtervinning ett, metallåtervinning ett och så vidare.

Alla de här mindre systemen liknar ändå varandra. Det behövs till exempel en plats där avfallet samlas in. En första sortering görs av personen som lämnar sitt avfall. Det som har slängts hämtas sedan av lastbilar och körs till olika platser beroende på material. Sedan krävs det fler sorteringar, rengöring av det som samlats in och mycket mer.

Plastförpackningarna transporteras till en industri där allt rensas och sorteras. Skräp som hamnat fel plockas bort och olika sorters plast sorteras i olika högar. Det är rätt mycket som har sorterats fel så denna kontroll är nödvändig för alla material. Man delar på hårdplast och mjukplast genom att blåsa luft på förpackningarna medan de åker på ett rullband. Förpackningar av mjukplast blåser då bort från rullbandet.

Förpackningarna mals ner och skickas vidare till industrier som till­ verkar nya förpackningar.

Pappersförpackningar transporteras till en annan industri där de rensas från skräp och packas ihop i stora balar. Balarna körs sedan till ett pappersbruk i Norrköping som tillverkar nya förpackningar av dem.

Förpackningar av metall behöver också rensas från skräp på en industri.

Luleå Där delar man även upp aluminium och järn var för sig med hjälp av magneter. Stål som innehåller järn är magnetiskt men det är inte aluminium.

De olika metallerna transporteras sedan till olika smältverk för att bli nya förpackningar.

All aluminium körs till Älmhult och övriga metallförpackningar körs till Landskrona eller Luleå.

När du slänger glas skiljer du på färgat och Hammar ofärgat glas direkt. Allt glas transporteras till Svensk glasåtervinning i Hammar där det Norrköping rensas från skräp och krossas. Glaskrosset körs sedan till olika glasbruk för att smältas Älmhult ner och bli nya förpackningar.

Alla tidningar körs till ett eget återvinningsLandskrona företag som rensar bort skräp och sedan transporterar dem till olika pappersbruk.

Olika material går alltså olika vägar genom detta stora tekniska system. Det är bra för miljön att återvinna material. Då använder vi mindre energi och jordens naturresurser räcker längre. Men det är också många och långa transporter genom landet som krävs för att alla förpackningar ska hamna på rätt plats. Många transporter görs med lastbilar som behöver bränsle för att kunna köra. Trots det så vinner vi mer än vi förlorar på att sortera våra sopor idag.

1. Varför är det viktigt att sortera avfall?

2. Vad händer med plast när den återvinns?

3. Vad händer med papper när det återvinns?

4. Hur återvinner vi metall­ förpackningar?

5. Varför är det viktigt att skilja på färgat och ofärgat glas när det ska åter­ vinnas?

Alla lastbilar drivs inte av diesel.

Nu finns även eldrivna lastbilar.

Utbrunna värmeljus Tänk på hur viktigt det är att ta isär utbrunna värmeljus. Själva koppen är gjord av aluminium och den lilla vekeshållaren i botten är gjord av järn. Om man inte tar isär dem fastnar hela ljushållaren på magneten och all aluminium hamnar i fel smältverk där det brinner upp. Då kan det inte återvinnas. Många kommuner har nu förbjudit värmeljushållare på återvinningsstationerna. Vad som gäller i din kommun ska stå på kommunens hemsida.

1. Ett sätt att minska på transporter med lastbilar på vägarna är att använda tåg istället. Vad tror ni att det skulle kunna leda till?

Tänk på både fördelar och nackdelar.

2. Vad tror ni behöver ändras för att det skulle kunna fungera?

Tekniska system

101

Tekniska system i staden

RENT VATTEN OCH SANITET FÖR ALLA

Mål 6 handlar bland annat om rent vatten och avloppshantering.

Det första vattentornet i Sverige med formen som en svamp byggdes i Örebro. Tornet invigdes december 1957.

102

Tekniska system

Vatten Tillgång till rent vatten är livsviktigt. För att det ska fungera i en stad eller en kommun finns det flera tekniska system som samverkar med varandra.

Vatten pumpas upp från en sjö eller från grundvattnet långt ner i marken. Detta vatten måste ledas i långa ledningar till ett vattenverk.

Det ligger ofta nära eller till och med i orten där vattnet ska användas.

Vattenverket kan ses som ett eget tekniskt system. Från vattenverket går vattnet i långa ledningar till vattentorn där det pumpas upp. Där ligger allt vatten och väntar på att kranar ska öppnas runt om i staden.

Vattentornen är högre än omgivningen för att tyngdkraften ska få vattnet att falla ner i ledningar från tornen och sedan tryckas upp till kranar och toaletter i hemmen. I höga hus behövs det pumpar för att få upp vattnet till de högsta våningarna. Vattentornen fylls på hela tiden så trycket blir högt och så att vattnet räcker till alla som vill använda det.

När vattnet vilar sjunker partiklar och mikroorganismer till botten.

För att vi ska få varmvatten behövs ytterligare ett tekniskt system där rent, kallt vatten leds till en varmvattenberedare. Varmvatten­ beredare finns i alla fastigheter.

När det kalla vattnet värmts upp går det i egna ledningar till alla kranar med varmvatten. Till varje kran i varje hem går det alltså två ledningar, en för kallt vatten och en för varmt. Titta gärna under handfatet hemma och känn försiktigt på rören!

Många hushåll använder fjärrvärme. Det är varmt vatten från ett fjärrvärmeverk som används för att värma vattnet till kranarna.

Fjärrvärmeledningarna kan vara flera kilometer långa.

När vi har använt kranvattnet leds det ner i ett annat system med ledningar, avloppssystemet. Avloppsledningarna från ett hem går ihop till en större ledning och kopplas sedan ihop med hela stadens avloppssystem. Avloppsvattnet leds till ett reningsverk. Där renas avloppsvattnet i flera olika steg innan det får vila i stora bassänger.

Till slut släpps vattnet ut i vattendrag i naturen. Det renade avloppsvattnet får inte släppas ut på samma plats som där vatten till vattenverk hämtas eftersom det kan finnas farliga bakterier i avloppsvattnet.

Reningsverket är ett eget tekniskt system.

1. Hur fungerar ett vatten­ verk?

2. Varför är reningsverk viktiga?

Tekniska system

103

Varför skulle det vara bra att i framtiden kunna använda renat avloppsvatten som kranvatten?

Kan du tänka dig att dricka det?

1. Vad menas med dagvatten?

2. Hur hamnar dagvatten i avloppssystemet?

Finns det ett system för dag­ vatten där du bor? Hur ser det ut i så fall? Läs mer på kommunens hemsida.

Dagvatten leds ofta rakt ut i vattendrag utan rening. Det betyder att allt skräp som hamnar i dagvattenbrunnar leds rakt ut i bäckar och dammar i närområdet.

104

Tekniska system

På platser där det är ont om dricksvatten under vissa perioder utvecklas nya metoder för att rena avloppsvatten. Kivik är känt för sina stora äppelodlingar. Under torra perioder behövs det mycket vatten till dessa. Finns det inte tillräckligt med vatten blir det inga äpplen.

Nu har reningsverket i Kivik satsat på en ny metod för att förbättra reningen av avloppsvattnet. De har utvecklat ett särskilt filter som gör att vattnet blir ännu renare. Det renade vattnet har nu lika bra kvalitet som vattnet i våra sjöar. Därför kan det användas direkt för bevattning av äppelodlingarna. Inom ett par år kommer det renade vattnet till och med att kunna användas i hushållen precis som vanligt dricksvatten.

Vattnet som hamnar på marken från regn och snö kallas för dagvatten. Det smutsas ner på ett helt annat sätt än avloppsvatten från hushåll och industrier.

Dagvattnet kan innehålla föroreningar från avgaser, smuts från hus och bilar, rester av asfalt och grus och så vidare. Därför vill man helst skilja på dagvatten och avloppsvatten. De behöver renas på olika sätt.

I nybyggda områden är det olika system av ledningar men i äldre områden är systemen sammankopplade.

För att dagvattnet ska komma till sitt avloppssystem kan man göra på lite olika sätt. Det vanligaste är nog stuprör ner från taken som sedan slutar en bit ovanför marken. Dagvattnet rinner längs gatan till en dagvattenbrunn där vattnet rinner ner. En del stuprör går rakt ner genom marken och kopplas på avloppsledningarna direkt. I nyare bostadsområden leds dagvattnet ibland i öppna kanaler. Det ska ge ett trevligt intryck samtidigt som det minskar risken för översvämningar och gör att fler växter och djur trivs i området.

Smarta elnät Vårt elnät började byggas i slutet av 1800-talet.

Det har byggts ut och blivit större många gånger sedan dess. Tekniken för att överföra elektricitet har däremot inte ändrats så mycket. Nu behöver elnätet göras mer modernt eftersom det gamla nätet börjar skapa problem. Den mesta elen produceras i några stora centrala kraftverk och ledningarna är enkelriktade. Elen kan bara gå från kraftverken till hushållen och inte tvärt om.

Vårt gamla elnät är inte anpassat för den moder­ na och mer miljövänliga elproduktion som vi kommer att behöva i framtiden.

Framtidens elnät kallas för smarta elnät. Det smarta elnätet känner av när det används mycket el och ökar då produktionen i kraftverken. När det används lite el minskar produktionen. När produktionen är låg får vi som använder elen veta det och kan stänga av onödiga apparater som är igång. Man kommer att kunna följa allt på en datorplatta i hemmet.

De smarta elnäten kan också leda elen åt två håll. Många hus och bostadsområden har egna vindkraftverk och solceller på taken. Ännu fler kommer att ha det i framtiden. När de producerar mer el än de som bor där kan använda, leds elen ut i elnätet så att alla kan använda den.

Solceller.

Fjärrvärme Alla hushåll har inte en egen värmepanna. Hushåll som inte har det kan köpa varmvatten från ett värmeverk. I värmeverket eldas det med olika sorters bränsle för att värma upp vatten.

Det varma vattnet går sedan i långa ledningar Fjärrvärme under marken till hushållen som ingår i är den vanligaste systemet. uppvärmningsformen Ledningarna måste vara ordentligt isolei Sverige. rade så att vattnet håller sig varmt hela vägen från värmeverket till alla husen. För att det ska vara en jämn tillgång på varmvatten kan det finnas stora vattentankar i systemet där vattnet lagras tills det behövs. Många värmeverk använder hushållssopor som bränsle men de kan också använda kol, olja eller gas.

1. Varför måste ledningar som går från värmeverket till alla husen vara ordentligt isolerade?

2. Vilket bränsle kan använ­ das i ett värmeverk?

3. Varför är fjärrvärme bra?

1. Hur värms varmvattnet upp hemma hos dig? Vär­ mer ni i egen panna eller värmer ni med fjärrvärme?

­

2. Vilka tekniska system måste vara inblandade för att vattnet ska bli varmt?

Tekniska system

105

Tekniska system i historien

Akvedukten var inte en romersk uppfinning utan det var greker som först kom på den principen.

Aqua Appia var den första akvedukten som byggdes år 312 före vår tideräkning i Romarriket. Akvedukten beräknas ha varit 16,4 km lång och gick till större delen under jord.

Vatten i Rom Att ha tillgång till rent vatten har alltid varit viktigt för människan.

I stora städer bor många människor tätt tillsammans och utan rent vatten skulle sjukdomar kunna sprida sig. En av historiens viktiga städer är Rom. Människorna som bodde i Rom använde från början vattnet i floden Tibern. När staden växte och blev större några hundra år före vår tideräkning, räckte inte vattnet i floden till. Vattnet blev till slut också så smutsigt att det inte gick att använda på grund av allt avloppsvatten. Då började ingenjörerna i Rom att bygga akvedukter.

Akvedukter liknar höga smala broar som leder vatten i övertäckta rännor. De byggdes av sten och formades som bågar för att få hög hållfasthet. De kunde också vara långa grävda diken. Akvedukterna lutade lite så att vattnet kunde rinna av sig självt mot målet som var Rom. Den äldsta akvedukten heter Aqua Appia och började byggas runt år 300 före vår tideräkning. Aqua Appia bestod av en flera kilometer lång kanal under jorden men sista biten fram till Rom går över jorden.

Inne i Rom fanns det vattenposter i nästan varje gathörn där människorna kunde hämta rent vatten att dricka och laga mat i. Vattnet gick inte att stoppa så det rann hela tiden. Det gjorde att Roms gator var ganska rena.

Det mesta av vattnet användes inte till mat och dryck utan till bad, fontäner och bevattning. Människorna kunde nu dricka rent vatten och hålla sig själva rena vilket gjorde att de höll sig friska. En så stor stad som Rom hade aldrig fungerat utan rent vatten.

Avlopp i Rom Allt vatten som leddes in i Rom behövde också ledas ut. Därför byggde Roms ingenjörer ett stort kloaksystem. Den första och största kloaken heter Cloaca Maxima. Den ledde bort vatten från sumpmarkerna inne i staden och dagvatten när det regnade mycket. Kloaken gick rakt ut i Tibern. Senare ledde man även bort vattnet som rann dygnet runt vid vattenposterna och avloppsvatten från alla bad i staden.

Under den här tiden kom de första toaletterna där urin och avföring sköljdes bort av rinnande vatten. De kallades för latriner. Även dessa kopplades in på stadens kloaksystem. Självklart räckte det inte med Cloaca Maxima utan många fler kloaker behövde byggas.

1. Vad är en akvedukt?

2. Varför har vatten alltid varit så viktigt för oss människor?

Cloaca maxima (”den största kloaken”) heter den murade avloppskanal som går under antika Rom ut i Tibern.

Den beräknas ha byggts på 600-talet före vår tideräkning. Det fanns 144 offentliga latriner runt om i Rom men det vanligaste var att använda gropar eller pottor och sedan tömma urin och avföring på gatan utanför.

AKTIVITET – Bygg en akvedukt Ni ska nu testa att i grupper bygga en akvedukt.

Akvedukten ska vara minst 5 m lång och luta så att vatten kan rinna mot ett mål. Är ni utomhus kan ni bygga av långa trälister eller hängrännor och stubbar.

Är ni inomhus kan ni bygga av papper eller sugrör. Bygger ni av papper är det lättare att låta en kula rulla i akvedukten än att hälla vatten.

Tekniska system

107

Vatten i Stockholm Stockholm grundades på 1200-talet och då fick människorna som bodde där hämta sitt vatten i sjöar och vattendrag i närheten. När staden växte fick de samma problem som romarna fick med Tibern.

Vattnet blev smutsigare på grund av allt avloppsvatten. Då började människorna istället hämta vatten i brunnar med hjälp av pumpar.

Vatten hämtades också långt ifrån staden med häst och vagn.

På 1600-talet fick Stockholm sina första vattenledningar i form av ihåliga trärör. De ledde vatten till fontäner i kungens trädgård.

På 1800-talet fick Stockholm problem med sjukdomen kolera och vatten­frågan behövde lösas. Då byggdes till slut ett vattenledningssystem under staden med filter och viss rening. Ledningarna gick på denna tid inte hem till hushållen.

Brunnar och pumpar gjordes väldigt vackra och blev samlingsplatser för stadens människor. En av Stockholms mest berömda brunnar är den som fortfarande står kvar på Stortorget i Gamla stan. Den har fyra pumpstockar och fyra utkastare i form av lejonhuvuden.

Teknik som användes i Rom runt år 100 före vår tideräkning kom till Göteborg och Stockholm ungefär 2 000 år senare.

108

Tekniska system

Avlopp i Stockholm I Stockholm tömdes avloppsvattnet ut på gatorna fram till år 1870.

Avloppsledningarna gick inte att bygga i samma teknik som vatten­ ledningarna. Det behövde vara mer hållbara ledningar och tunnlar och de behövde luta lite så att avloppsvattnet rann åt rätt håll. Avlopps­ vattnet leddes rakt ut i sjöar och vattendrag i närheten av staden.

Dessa förorenades och började lukta riktigt illa på somrarna. De som kunde, flyttade därifrån på grund av stanken.

I början av 1900-talet blev det vanligare med vattenlatriner i staden och avloppsvattnet leddes ut närmare botten i vattendragen istället för vid ytan. Det hjälpte lite men inte så mycket. Det första avlopps­ reningsverket började byggas år 1935.

Tekniska system i skolan För att din skola ska fungera krävs flera av de system du redan läst om, som till exempel systemen för rent vatten, avlopp och el. Du måste även kunna ta dig till och från skolan. Det kräver bilvägar, cykelbanor, gångbanor och kanske hållplatser för kollektivtrafik. För att det ska bli så säkert som möjligt anpassas ofta trafiksystemet med fartgupp, övergångsställen, trafikljus och krav på sänkt hastighet.

Skolan behöver värmas upp, sopor måste tas om hand och lunch behöver finnas till dem som är i skolan. Det behövs även uppkoppling mot internet. Då krävs det till exempel bredband eller fiberuppkoppling till skolbyggnaden. Inne i skolan behövs trådlöst nätverk. Detta är bara några exempel på system som krävs.

Utanför skolan behövs trafiksäkerhet och inne i skolan behövs bland annat brandsäkerhet. Skolan måste ha olika brandsläckare, utrymningsvägar och uppsamlingsplatser. Det måste också finnas larm som hörs i alla utrymmen på skolan. För att vara säker på att detta system fungerar behöver skolorna ha utrymningsövning med jämna mellanrum.

1. Vilka tekniska system finns inne i din skola?

2. Vilka tekniska system finns utanför din skola?

1. Hur tror ni att allt skräp från papperskorgarna ute på skolgården tas om hand?

2. Hur skulle systemet för skräp från skolgården kunna organiseras för att vara enklare, mer praktiskt och hållbart tycker ni?

Att rita ett tekniskt system När du ska rita ett tekniskt system går det inte att rita alla delarna precis som de ser ut i verkligheten. Det hade blivit alldeles för komplicerat att till exempel rita alla elever, lådor, böcker och pennor som ska flyttas till ett nytt klassrum efter sommarlovet. Du måste då göra en schematisk bild. Det kan också kallas för ett flödesschema.

Bilden ska visa vilka komponenter som finns och hur dessa hör ihop. Bilden över tunnelbanesystemet är till exempel schematisk. Exakt så ser inte rälsen och tunnelbanestationerna ut i verkligheten. Strecken visar inte heller exakt hur långt det är mellan stationerna. Delarna i systemet kan du rita som vilken figur du vill men kvadrater, rektanglar och cirklar är lätta att använda.

Delarna sätts ihop med streck eller pilar.

Var på papperet figurerna är och hur långa strecken är behöver inte ha någonting med verkligheten att göra.

Strecken på bilden visar inte exakt hur tunnelbanans räls går utan visar bara ordningen på stationerna och var de olika linjerna möts. En del tunnelbanekartor är ritade i cirklar fastän tunnelbanetågen inte kör i cirklar.

Tekniska system

109

AKTIVITET – Flödet genom matsalen Nu ska ni få analysera ett tekniskt system i skolan, nämligen flödet av elever genom skolmatsalen.

1. Kartlägga: Börja med att skriva upp vilka delar som samverkar i systemet i skolmatsalen. Det kan vara ingång, kösystem, matserveringsplats, dricka-station och så vidare.

2. Observera: Sitt med papper och penna och observera dessa platser över lunchen en dag.

Skriv upp vad som fungerar bra och vad som fungerar mindre bra. Var blir det ofta kö?

4. Analysera: Titta på ert flödesschema och ringa in var flödet av eleverna flyter på bra och var det stoppas upp.

Ta tallrik och bestick

5. Ändra: Rita några lösningsförslag. Planera vad ni skulle vilja ändra på så att ert tekniska system fungerar så problemfritt som möjligt. En ritning av skolmatsalen kan vara till stor hjälp.

6. Presentera ert förslag.

3. Rita ett flödesschema.

Ingång

Fundera på varför ni får detta resultat. Vad är det som gör att det flyter på eller stoppas upp just på dessa platser?

Matsalen är ett exempel att arbeta med. Ni kan också välja att titta på andra tekniska system i närheten av skolan.

Hämta mat

När rullbandet i diskinlämningen går sönder får det snabbt konsekvenser.

110

Tekniska system

Ta glas

?

• Tekniska system består av flera komponenter som samarbetar med varandra.

H ÅL

• För att ett land ska fungera behövs stora tekniska system.

7

S

SAMMANFATTNING

L P L AT

• De tekniska systemen ser olika ut i olika länder.

• De tekniska systemen såg annorlunda ut förr och utvecklas hela tiden.

• Alla vägguttag i landet sitter ihop med varandra och med alla kraftverken genom ett stort system av ledningar.

• Alla kranar i en stad är hopkopplade med varandra och med vattenverket genom ett stort system av ledningar.

• Regnvatten och smält snö kallas för dagvatten.

• En skola behöver system för bland annat säkerhet, lunchservering och förflyttningar av elever för att fungera.

• För att visa hur tekniska system ser ut kan man rita schematiska bilder eller flödesscheman.

VIKTIGA ORD Förklara orden för en kamrat.

Förklara även vilka ord som kan höra ihop med varandra. komponent

hårdplast

vattenverk

stamnät

värmeverk

mjukplast

reningsverk

kollektivtrafik

FRÅGOR 1. Vad är ett tekniskt system?

2. Vilka tekniska system som sträcker sig över ett helt land känner du till? Ge några exempel.

3. Allra sist i elnätet finns alla våra vägguttag. Vad finns först?

4. Vilka olika ställen i naturen kan man ta dricksvatten ifrån?

5. Vad händer med allt vatten efter att vi har använt det?

6. Vad är dagvatten?

7. Vilka tekniska system finns i din skola?

8. Vad är speciellt med en schematisk bild?

Tekniska system

111

Tk

Tk T E K N I K

4–6

Utkik

Maria Sandström & Anna Wirstedt

Utkik

Tk T E K N I K

T E K N I K 4–6

Utkik Teknik andra upplagan är ett modernt och flexibelt läromedel som är framtaget till de nya kursplanerna och som ger stora möjligheter till en varierad och rolig undervisning.

Texten är lättillgänglig och intresseväckande. Spännande diskussionsuppgifter och kluriga repetitionsfrågor får eleverna att tänka till, få fler perspektiv och en djupare förståelse. Ett rikt bildmaterial ger inlevelse och bra stöd för inlärningen. I varje kapitel finns Aktiviteter där eleverna får möjlighet att arbeta praktiskt.

I Utkik lärarwebb finns förslag på lösningar av större uppgifter och kommentarer till Aktiviteterna.

Utkik-serien: • har ett upplägg anpassat till Lgr22 • har innehållsfrågor och ofta diskussionsrutor i marginalen • har flera Hållplatser med sammanfattning, viktiga begrepp och uppgifter i varje kapitel • har återkommande Aktiviteter där eleverna kan tillämpa sina kunskaper

ISBN 9789151110486

9 789151 110486

4–6

Maria Sandström & Anna Wirstedt

Utkik