HT
34-37 Fysik: Optik, Akustik
38-41
Biologi: Människokroppen, Matspjälkning, Andning,
Blodomlopp
42-46
Kemi: Organisk kemi, Vardagens kemi
47-50
Teknik: Mekanik teorikurs
VT
03-06?
Teknik: Mekanik bilbygge
07-11?
Kemi: Alkoholer
syror estrar, Material
12-16?
Fysik: Arbete
energi effekt, Ellära magnetism, (värme)
17-21?
Biologi: Sex och samlevnad, hud, muskler, njurar,
(droger?)
22-23?
Reserv
FYSIK PLANERING
Ons 23/8: Sid 66-67 (Optik)
Fre 25/8: Sid 68-69
Ons 30/8: Sid 70-71
Fre 1/9: Sid 72-73,75-76
Ons 6/9: Sid 89-91 (Akustik)
Fre 8/9: Sid 92-92
Ons 13/9: Provförberedelse
Fre 15/9: Prov
FYSIKPROV AKUSTIK OPTIK FREDAG 15/9
Sammanfattningarna på bloggen av sidorna 66-67, 68-69,
70-71, 72-76, 89-91, 92-94
70-71, 72-76, 89-91, 92-94
Kraven för E finns här i början av bloggen.
Även studieuppgifterna i boken ingår för de högre betygen.
Förståelse av kopian "En stråles väg" ingår för de högre betygen.
Även studieuppgifterna i boken ingår för de högre betygen.
Förståelse av kopian "En stråles väg" ingår för de högre betygen.
FYSIKPROV FÖR ÅRSKURS 8
AKUSTIK OCH OPTIK FREDAG 15 SEPTEMBER 2017
ATT
KUNNA FÖR E
1 Vad kallar man avståndet mellan två
förtätningar i luften?
2 Hur snabbt rör sig ljud genom luft?
3 I vilken enhet mäter man frekvens? Skriv
hela ordet.
4 Hur förkortas enheten för frekvens?
5 Vad menas med ljudnivå?
6 I vilken enhet mäter man ljudnivå? Skriv
hela ordet.
7 Hur förkortar man enheten för ljudnivå?
8 Om man sätter en svängande stämgaffel på ett
bord så svänger bordsskivan med
och
det blir ett starkare ljud. Vad kallas detta fenomen?
9 Vilka frekvenser kan ultraljud ha?
10
Rita en konkav spegel.
11
Rita en konvex spegel.
12
Rita en konkav lins.
13
Rita en konvex lins.
14 Ge ett exempel på vad man använder
en konkav spegel till.
15 Ge ett exempel på vad man använder
en konvex spegel till.
16
Ge ett exempel på vad man kan använda fiberoptik till som står på
bloggen eller
i boken.
17 Skriv tre saker som man enligt bloggen eller
läroboken kan använda laser till.
18
Kunna rita skuggan bakom en linjal enligt figuren här under.
19
Kunna rita hur ljuset reflekteras i en plan spegel enligt figuren här
under.
20
Kunna rita hur ljusstrålar reflekteras i en spegel enligt figuren här
under.
21
Kunna rita hur en ljusstråle bryts i en vattenyta enligt figuren här
under.
22
Kunna rita hur ljusstålarna bryts i en lins enligt figuren här under.
På denna uppgift räcker det med att rita
strålarna rätt efter att de kommit ut till
höger om linsen.
Pedagogisk
Planering
År:
8
Ämne: Fysik
Vecka: 33-37
2017
Målet med
undervisningen är att du ska utveckla din förmåga att:
använda
kunskaper i fysik för att granska information, kommunicera och ta ställning i
frågor som rör energi, teknik, miljö och samhälle.
genomföra
systematiska undersökningar i fysik.
använda
fysikens begrepp, modeller och teorier för att beskriva och förklara fysikaliska samband i naturen och samhället.
Språkmål:
Du ska
förstå vad som menas med följande ord:
Optik,
ljuskälla, infraröd strålning, synligt ljus,
ultraviolett strålning.
Ljusstråle,
skugga, reflektion, plan spegel, reflektionslagen.
Infallsvinkel,
reflektionsvinkel.
Konkav
spegel, konvex spegel, brännpunkt, brännvidd.
Brytning,
infallsvinkel, brytningsvinkel.
Optiskt
tätare, optiskt tunnare, totalreflektion.
Fiberoptik,
optokabel, konvex lins, konkav lins.
Konvergenta
strålar, divergenta strålar.
Belysning,
lux, luxmeter, spektrum.
Reflekteras,
absorberas, laser.
Översynt
öga, närsynt öga.
Förtätning,
förtunning, ljudvåg, våglängd, frekvens.
Hertz,
låg ton, hög ton, resonans, stämgaffel.
Ljudnivå,
svag ton, stark ton, decibel, ton, buller.
Infraljud,
ultraljud, eko, ekolodning, dopplereffekten.
Fonograf,
pickup, bandspelare, kassett-bandspelare, CD-spelare.
Det här ska vi göra:
Innehåll i informationskursen:
Läsa,
granska och diskutera vetenskapliga artiklar.
Sammanfatta
vetenskapliga artiklar.
Innehåll i laborationskursen:
Planera
laborationer inom områdena optik och akustik.
Genomföra
laborationer inom områdena optik och akustik.
Dokumentera
laborationer inom områdena optik och akustik.
Innehåll i teorikursen:
Ljuskällor
och ljusstrålning.
Ljusets
reflektion i speglar.
Ljusets
brytning i linser och i en vattenyta.
Användningsområden
för optik.
Spektrum.
Vad ljud är och
hur ljud uppstår.
Frekvens och
ljudnivå.
Toner och
buller.
Användningsområden
för akustik.
Detta ska bedömas:
Din förmåga
att läsa, granska och diskutera vetenskapliga artiklar.
Din förmåga
att sammanfatta vetenskapliga artiklar.
Din förmåga
att planera laborationer inom områdena optik och akustik.
Din förmåga
att genomföra laborationer inom områdena optik och akustik.
Din förmåga
att dokumentera laborationer inom områdena optik och akustik.
Dina
kunskaper om ljuskällor och ljusstrålning.
Dina
kunskaper om ljusets reflektion i speglar.
Dina
kunskaper om ljusets brytning i linser och i en vattenyta.
Dina
kunskaper om användningsområden för optik.
Dina
kunskaper om spektrum.
Dina
kunskaper om vad ljud är och hur ljud uppstår.
Dina
kunskaper om frekvens och ljudnivå.
Dina
kunskaper om toner och buller.
Dina
kunskaper om användningsområden för akustik.
Hur dina kunskaper ska bedömas:
Läraren
bedömer din förmåga att granska och sammanfatta
vetenskapliga artiklar.
Läraren ser
hur säkert och bra du arbetar på laborationerna.
Läraren
bedömer din dokumentation av laborationerna.
Läraren
bedömer dina kunskaper på lektionerna och med prov.
FYSIK ÅK8
MAGNETISM S 45-48 GENOMGÅNG
Magneter
Permanenta
magneter är magnetiska hela tiden.
Elektromagneter
är magnetiska när man slår på strömmen.
Permanenta magneter
Permanenta magneter har en nordända, ofta målad röd, och en sydända, ofta vit.
Två
lika magnetändar stöter bort varandra.
Två
olika magnetändar dras till varandra.
Kompassen
visar fel nära nordpolen, så kallad missvisning.
Magnetfält
kring en ledare
Tänk dig att strömmen går genom en sladd nerifrån och upp.
Håll höger hand så att tuppen pekar i strömmens riktning.
Vik in alla andra fingrar. Fingrarna visar hur magnetfältet
går.
(Se figuren här under.)
Spolar och elektromagneter
Om
man lindar en ledare runt till exempel en penna får man en spole. Om man leder
en ström genom ledaren får man en elektromagnet.
Elektromagneten
blir starkare om man lägger en järnkärna i mitten av spolen.
Man
kan använda elektromagneter till dörrlås, till elektriska motorer, ringklockor,
dörrlås och till att lyfta järnskrot.
En stor fördel med elektromagneter är att man kan slå på
dem och slå av dem. Man kan också göra dem mer eller mindre starka genom att
variera hur stor ström som går genom dem.
FYSIK ÅRSKURS 8
ELLÄRA OCH MAGNETISM SID 49-53
Induktion
FYSIK
ÅK 8 AKUSTIK SID 89-91 GENOMGÅNG
HUR LJUD UPPKOMMER
FYSIK ÅRSKURS 8
ELLÄRA OCH MAGNETISM SID 49-53
Elektrisk motor
I
en elektrisk motor finns en rotor, som är en elektromagnet som snurrar
runt.
Runt
rotorn finns en permanentmagnet som kallas stator. Elektromagnetens
nordända dras till statorns sydända.
Elektromagneten
består av en koppartråd som man har lindat flera varv runt en järnkärna.
När
man slår på strömmen till elektromagneten blir den magnetisk och får en
nordända och en sydända.
Runt
rotorn finns en permanentmagnet som kallas stator. Elektromagnetens
nordända dras till statorns sydända. När elektromagnetens nordända kommit till
statorns sydända byter strömmen riktning genom elektromagneten. Då blir nordändan
i stället en sydända så att rotorn fortsätter att snurra. Strömmen byter
riktning två gånger för varje varv som rotorn snurrar runt.
Induktion
Om
man ändrar magnetfältet i en spole så uppstår en elektrisk spänning i spolen.
Spänningen
kallas induktionsspänning. Ett sätt att ändra magnetfältet i spolen är att föra
en stavmagnet in och ut i spolen.
Generator
En
generator är som en ”bakvänd motor”.
En
turbin i till exempel ett vindkraftverk får en spole i generatorn att snurra
runt.
Spolen
snurrar i ett magnetfält från en magnet i generatorn.
Då
bildas en ström som byter riktning hela tiden.
Denna
ström kallas växelström.
Transformator
En
transformator används för att göra om en stor spänning som vi har i vägguttagen
till en liten spänning.
En
transformator finns i en laddare till en dator.
Det
är spänningen 230 V från vägguttaget över spolen till vänster på figuren. Den
vänstra spolen heter primärspole.
Det
blir ett magnetfält som går runt till den andra spolen till höger. Den högra
spolen heter sekundärspole.
Det
är inte lika många varv på sekundärspolen så spänningen blir bara 12 volt.
En
transformator består av en primärspole och en sekundärspole.
Vi antar att primärspolen har 1000 varv och sekundärspolen
har 500 varv.
Om
man kopplar spänningen 100 volt till primärspolen så får man ut 50 volt på
sekundärspolen eftersom sekundärspolen har hälften så många varv.
ELEKTRISK EFFEKT
Effekt
= spänning * ström.
Spänning
mäts i Volt (V)
Ström
mäts i Ampère (A)
Effekt
mäts i Watt (W)
Exempel
1
Spänning
= 230V
Ström
= 20A.
Effekt
= spänning * ström = 230V*20A = 4600W = 4,6kW
ELEKTRISK ENERGI
Energi = effekt * tid
Effekt
mäts i Watt (W)
Tid mäts i sekunder (s) eller timmar (h).
Energi mäts i Ws eller Wh eller kWh.
Exempel
2
Effekt
= 5W
Tid
= 3s
Energi
= effekt * tid = 5W*3s = 15 Ws
Exempel
3
Effekt
= 2000W
Tid
= 3h
Energi
= effekt * tid = 2000W * 3h = 6000Wh = 6kWh
Från
kraftverk till elapparat
I
kraftverket tillverkas den elektriska strömmen i en elgenerator.
I
en transformator höjs spänningen till 400 000 V.
Kraftledningar
överför elströmmen till rätt stad.
I
staden finns transformatorer som transformerar ner spänningen till 230 V. I
husen säkringar som bryter strömmen om den blir för hög.
FYSIK
ÅK 8 AKUSTIK SID 89-91 GENOMGÅNG
HUR LJUD UPPKOMMER
Ljud uppkommer när något svänger
fram och tillbaka.
En
gitarrsträng kan svänga fram och tillbaka.
Membranet
i en högtalare svänger också fram och tillbaka.
VÅGLÄNGD
Luft består av kvävemolekyler
och syremolekyler.
När en gitarrsträng svänger
fram och tillbaka så uppstår
förtätningar och förtunningar i luftens molekyler.
När luftens molekyler är nära
varandra kallas det en förtätning.
När luftens molekyler är
långt från varandra kallas det en förtunning.
Förtätningar och förtunningar
bildar tillsammans ljudvågor som rör sig genom luften med farten 340
m/s. När ljudvågorna når örat hör vi ljud.
Avståndet mellan två
förtätningar kallas en våglängd.
FREKVENS
Frekvens = antal svängningar per sekund.
(Hur många gånger
gitarrsträngen svänger fram och tillbaka
på en sekund)
Frekvens mäts i enheten Hertz.
(Hz)
Man
kan också se frekvensen som antalet förtätningar som når örat varje sekund.
En låg ton låter mörkt och har en låg frekvens.
(har få svängningar per
sekund)
Den lägsta ton människan kan
höra har frekvensen 20 Hz.
En hög ton låter pipigt och har en hög frekvens.
(har många svängningar per
sekund)
Den högsta ton människan kan
höra har frekvensen 20 000 Hz.
LJUDET FRÅN EN GITARRSTRÄNG
En tunn gitarrsträng ger en
högre frekvens (pipigare ljud) än en tjock.
En kort sträng ger en högre
frekvens än en lång.
En spänd sträng ger en högre
frekvens än en som inte är så spänd.
RESONANS
Resonans innebär att något
svänger med. Om man slår på en stämgaffel och sätter den på ett bord så börjar
bordet att svänga med i samma frekvens som stämgaffeln.
Ljudet låter mycket starkare
då. Denna medsvängning kallas
resonans.
På bilderna här under ser man
två stämgafflar i resonanslådor.
Om man slår med en hammare på
den högra stämgaffeln kommer den högra resonanslådan i resonans (den svänger
med). Den vänstra resonanslådan och den vänstra stämgaffeln svänger också med.
Pingispollen vid den vänstra
stämgaffeln börjar hoppa.
LJUDNIVÅ
Ljudnivån anger hur stark
tonen är.
Ljudnivå mäts i decibel (dB)
Hörbarhetsgränsen, 0 dB, är
den lägsta ljudnivå som ett normalt öra kan höra.
Smärtgränsen, 120-130 dB, är
den ljudnivå när vi får ont i öronen av ljudet.
En ökning av ljudnivån med 10 dB innebär att
ljudet är dubbelt så starkt.
När man viskar är ljudet svagt. Ljudnivån är liten.
När man skriker är ljudet starkt. Ljudnivån är stor.
TONER OCH BULLER
Svängingarna från
ett musikinstrument är regelbundna.
Sådana svängingar kallar vi
för toner.
Varje ton har en viss
frekvens och svänger lika fort hela tiden.
Oregelbundna svängningar kallar man för buller.
ULTRALJUD OCH INFRALJUD
Ljud som har en frekvens över 20 000 Hz kallas ultraljud.
Bilden av fostret här ovanför
är gjord med ultraljud.
Ljud som har en frekvens under 20 Hz kallas infraljud.
FYSIK
ÅK 8 AKUSTIK SID 92-94 GENOMGÅNG
FYSIK
ÅK 8 AKUSTIK SID 92-94 GENOMGÅNG
LJUDETS FART
Ljud kan inte ta sig fram
genom rymden eftersom det inte finns någon luft ute i rymden.
I luft är ljudets fart 340
m/s.
I vatten är ljudets fart mer
än 4 gånger så stor som i luft. (1490 m/s)
Ljudet leds bättre i vatten
än i luft.
Exempel 1
Hur långt bort är blixten om
du under ett åskväder hör knallen efter 2 sekunder?
Ljuset ser vi direkt.
(ljusets fart är 300 000 km/s)
På 1 sekund hinner ljudet 340
m.
På 2 sekunder hinner ljudet
2*340 m = 680 m.
Svar: blixten är 680 m bort.
Exempel 2
Räkna på ett ungefär hur
långt bort blixten är om du hör knallen efter 12 sekunder.
På 1 sekund hinner ljudet 340
m.
På 3 sekunder hinner ljudet
ungefär 1 km.
På 12 sekunder hinner ljudet
ungefär 12/3 km = 4 km.
Svar: blixten är 4 km bort.
EKO
Om man ropar mot en vägg så
studsar ljudet tillbaka från väggen.
Man hör ett eko.
Exempel 3
Du ropar mot en bergvägg och
hör ekot efter 4 sekunder. Hur långt bort är bergväggen?
Ljudet behöver 2 sekunder
fram till bergväggen och 2 sekunder tillbaka.
På 1 sekund hinner ljudet 340
m.
På 2 sekunder hinner ljudet
2*340 m = 680 m.
Svar: bergväggen är 680 meter
bort.
EKOLODNING
Ekolodning används på fartyg för att mäta havsdjupet.
Fartyget sänder ut ultraljud
genom vattnet mot havsbottnen.
Ljudet studsar mot
havsbottnen tillbaka till fartyget.
Genom att mäta hur lång tid
ljudet behöver till havsbottnen och tillbaka till fartyget kan man räkna ut hur
djupt det är.
(Hur långt det är ner till
havsbottnen.)
DOPPLEREFFEKTEN
Dopplereffekten innebär att
ljudet från en polisbil som kör mot dig har en högre frekvens (låter ljusare)
än ljudet från en polisbil som kör bort från dig.
Det beror på att om polisbilen
skickar en förtätning av luften mot ditt öra så kommer nästa förtätning till
ditt öra fortare när polisbilen kör mot dig än om den hade stått still.
Om polisbilen kör bort från
dig så tar det längre tid mellan varje förtätning av luften än om den hade
stått still.
INSPELNING AV LJUD
På en fonograf spelades
ljudet in på en vaxrulle. Man kunde lyssna på ljudet genom en tratt.
Skivspelaren var en
utveckling av fonografen. Ljudet är inspelat på en grammofonskiva av plast som
snurrar på skivspelaren.
En liten nål (pickup) tar upp
ljudet från grammofonskivan.
Bandspelaren har ett magnetiskt
band med som ljudet spelas in på.
I kassettbandspelaren är
ligger bandet i en liten plastlåda som kallas kassett.
CD-spelaren har en laser som
läser informationen på CD-skivan. Informationen består av en massa ettor och
nollor.
TELEFONEN
En telefon har en mikrofon
som man pratar i och en högtalare som man hör ljud från.
Alexander Graham Bell tog
patent på telefonen 1876.
FYSIK ÅRSKURS 8 OPTIK SID 66 – 67 GENOMGÅNG
Ljuskälla
Solstrålning består av
Ljusets fart i luft
Ljusstrålar
Skuggan av en linjal sedd rakt uppifrån
Varför föremål som inte är ljuskällor syns
Ljusets reflektion i en plan spegel och reflektionslagen
Konkav spegel
Ljusets brytning i en vattenyta
Ljusets brytning från glas till luft
FYSIK ÅRSKURS 8 OPTIK SID 66 – 67 GENOMGÅNG
Optik betyder läran om
ljuset
Optik används i till exempel
kameror, glasögon och kikare.
Ljuskälla
En ljuskälla sänder ut ljus.
Solen och en glödlampa är
exempel på ljuskällor.
Solstrålning består av
Infraröd strålning
(IR-strålning) = värmestrålning
Synligt ljus
Ultraviolett strålning
(UV-strålning) som gör oss solbrända
Ljusets fart i luft
300 000 km / s (obs! enheten kilometer i sekunden)
Ljusstrålar
En ljusstråle går alltid rakt
fram genom samma material
(luft, glas, vatten)
OBS! En ljusstråle som går
genom luften kan inte helt plötsligt ändra riktning!
Skuggan av en linjal sedd rakt uppifrån
OBS!!! Det är viktigt att man
ritar noggrant!
I det här exemplet är det tre
rutor till höger och en ruta upp från lampan till linjalen. Då måste man räkna
3 höger, 1 upp, 3 höger, 1 upp, 3 höger, 1 upp tills man är framme vid väggen.
Sedan markerar man skuggan
lite svart.
Varför föremål som inte är ljuskällor syns
Månen är ingen ljuskälla.
Vi ser månen eftersom månen
reflekterar ljuset från solen.
Detta betyder att ljuset från
solen studsar på månen.
En bok är ingen ljuskälla.
Man ser den därför att ljuset från taklamporna reflekteras (studsar) i boken.
Ljusets reflektion i en plan spegel och reflektionslagen
Om man kastar en studsboll
rakt ner i golvet studsar den rakt upp tillbaka
Om man kastar studsbollen
lite snett ner i golvet studsar den upp i samma vinkel.
Om man kastar bollen mycket
snett så studsar den upp mycket snett i samma vinkel.
Ljusstrålar studsar i en
spegel på samma sätt som studsbollen!
Vinkeln in i spegeln är
alltid lika stor som vinkeln ut ur spegeln.
Tänk dig att du har en vanlig
spegel som ligger på golvet.
Om en ljusstråle går snett
ner i spegeln med en infallsvinkel (i) så kommer den att studsa i spegeln så
att strålen som reflekteras (studsar ut) har en reflektionsvinkel (r) som är
lika stor som infallsvinkeln.
Reflektionslagen
En
ljusstråle reflekteras alltid så att
infallsvinkeln = reflektionsvinkeln
infallsvinkeln = reflektionsvinkeln
Hur man ritar en
ljusstråles reflektion i en plan spegel
OBS!!!
Det är viktigt att du ritar noggrant!
Titta
på ljusstrålen som kommer in snett upp mot spegeln.
Leta
efter var den går rakt genom där linjerna på rutpappret möts.
Fyra
rutor till vänster om spegeln finns en sådan punkt.
Den
punkten ligger precis två rutor under normalen.
(den
prickade linjen)
Den
reflekterade strålen ska gå ut precis två rutor ovanför normalen.
FYSIK ÅRSKURS 8 OPTIK SID 68 – 69 GENOMGÅNG
Var bilden ligger i en plan spegel
I
en plan spegel ligger bilden alltid lika långt bakom spegeln som det verkliga
föremålet ligger framför.
Om
du tittar på dig själv i spegeln så ser det ut som att du står lika långt bakom
spegeln som du i verkligheten står framför spegeln.
Konkav spegel
En
konkav spegel buktar inåt.
Konkava
speglar förstorar bilden och används till exempel som sminkspeglar och
rakspeglar. Insidan av handen buktar inåt.
På
insidan av handen är håret av. Konkav
Hur
ljuset reflekteras i en konkav spegel
Ljusstrålarna reflekteras in mot brännpunkten eller fokus.
Avståndet
mellan brännpunkten och spegeln kallas brännvidd.
Konvex spegel
En
konvex spegel buktar utåt.
Den
ger en förminskad bild, men man ser ett större område i den konvexa
spegeln. Konvexa speglar används som butiksspeglar och backspeglar på bilar.
Utsidan
av handen buktar utåt.
På
utsidan av handen växer det hår. Konvex (obs! stavas med e)
Hur
ljuset reflekteras i en konvex spegel
Ljusstrålarna reflekteras ut från spegeln.
Brännpunkten
ligger bakom spegeln.
OBS!
Ljusstrålarna reflekteras (studsar) i spegeln.
Ljusstrålarna
finns inte bakom spegeln!
Därför
är linjerna bakom spegeln streckade!
Ljusets brytning i en vattenyta
Om man försöker plocka en sten i vattnet blir man
lurad av att stenen inte
är där man tror att den ska vara. Ljusstrålen ändrar riktning (bryts) när den
går från ett material (vatten) till ett annat (luft).
Om
man skickar en ljusstråle snett ner mot en vattenyta så bryts ljusstrålen ner i
vattnet.
Vatten
är optiskt tätare än luft.
Då
blir brytningsvinkeln b i vattnet mindre än infallsvinkeln
i i luften.
Infallsvinkeln
i är vinkeln mellan den infallande ljusstrålen och normalen.
Brytningsvinkeln
b är vinkeln mellan den brutna ljusstrålen och normalen.
Ljusets brytning från glas till luft
Glas
är optiskt tätare än luft.
Därför
blir brytningsvinkeln (b) i glaset mindre än infallsvinkeln (i) i luften.
När
ljuset ska lämna glaset ligger infallsvinkeln i glaset och brytningsvinkeln i
luften. (vinklarna mot normalen nere till höger)
Luft
är optiskt tunnare än glas.
Därför
är brytningsvinkeln i luften större än infallsvinkeln i glaset.
Luft
är optiskt tunnare än glas.
Då
blir brytningsvinkeln (b) i luften större än
infallsvinkeln (i) i glaset.
Totalreflektion i vatten
Ljusets brytning i en konvex lins
Konkav lins
Ljusets brytning i en konkav lins
FYSIK ÅRSKURS 8 OPTIK SID 70-71 GENOMGÅNG
Totalreflektion i glas
Om
ljus går från glas mot luft så reflekteras allt ljus tillbaka in i
glaset om infallsvinkeln är större än
42 grader. (Se figuren här ovanför) (om
man ser att infallsvinkeln är 45 grader eller mer så vet man att vinkeln också
är större än 42 grader)
Om ljus går från glas mot
luft så bryts det ut i luften om infallsvinkeln är mindre än 42 grader. (Se
figuren här ovanför)
Fiberoptik
Fiberoptik
innebär ljus leds genom tunna glasfibrer. Då studsar ljuset fram genom
glasfibern på grund av totalreflektion i glas. Ljuset tar sig fram i glasfibern
även om man böjer den.
Fiberoptik
används i optokablar för telefonsamtal, dataöverföring och Internet-trafik. I
dag skickar man laserljus genom optokablar i stället för att skicka elektriska
signaler i kopparkablar mellan till exempel Malmö och Stockholm.
Fiberoptik
kan också användas för att fotografera magsäcken. Läkaren sänker ner en tunn
optokabel genom matstrupen. Genom några glasfibrer sänder man ner ljus, genom
några andra glasfibrer kan man titta eller fotografera.
Totalreflektion i vatten
Om
ljus går från vatten mot luft så reflekteras allt ljus tillbaka in i
glaset om infallsvinkeln är större än 49 grader.
Konvex
lins
En
konvex lins kallas också en positiv lins.
Den
är tjockast på mitten.
En
konvex lins förstorar bilden.
Ljusets brytning i en konvex lins
OBS!
Ljuset kan inte ändra riktning inne i glaset!
Figuren
i boken på sidan 71 stämmer utanför linsen, men inte inuti linsen!
Den
konvexa linsen kallas också samlingslins eftersom den samlar ihop ljuset.
Strålarna
efter linsen kallas konvergenta när de går ihop mot varandra.
Avståndet
mellan linsen och brännpunkten kallas brännvidd.
Konkav lins
En
konkav lins kallas också en negativ lins.
Den
är tunnast i mitten.
Den
förminskar bilden.
Ljusets brytning i en konkav lins
OBS!
Ljuset kan inte ändra riktning inne i glaset! Figuren i boken på sidan 71
stämmer utanför linsen, men inte inuti linsen!
Den konkava linsen kallas också
spridningslins eftersom den sprider ljuset. Ljusstrålarna kallas divergenta när
de sprids. Ljusstrålarna verkar komma från brännpunkten före linsen, men de gör
det inte på riktigt och därför är linjerna streckade före linsen.
FYSIK ÅRSKURS 8 OPTIK SID 72-76 GENOMGÅNG
Spektrum
Varför vi ser saker som vita, svarta och röda
Ögat
Översynt öga
Kameran
Kraft
Väg
Mekaniskt arbete
LÄGESENERGI
RÖRELSEENERGI
MEKANISK ENERGI
FYSIK ÅK 8 MEKANIK
SID 4-5 GENOMGÅNG
Exempel 1
Exempel 2
Effekt
Exempel 1
Exempel 2
En
maskin har effekten 500W. Hur mycket energi förbrukar den på en minut?
Arbete
Exempel 3
Verkningsgrad
Nyttig energi
Exempel 1
30 000 J 30
Exempel 2
FYSIK ÅRSKURS 8 OPTIK SID 72-76 GENOMGÅNG
Belysning
Med
belysning menar man hur mycket ljus ett föremål får.
Belysning
mäts i enheten lux med en luxmeter.
Belysningen
beror på lampans ljusstyrka och avståndet till lampan.
Spektrum
När
solstrålarna bryts och reflekteras i vattendroppar kan man ibland se en
regnbåge.
Regnbågens
alla färger i rätt ordning kallas ett spektrum.
Färgerna
är Röd Orange Gul Grön Blå Indigo Violett.
(ROGGBIV)
(röd och gul blir orange, gul och blå blir grön, blå och röd blir violett, lär
dig att indigo ”blåviolett” ligger mellan blå och violett)
Vitt
ljus består av alla regnbågens färger.
Med
ett glasprisma kan man dela upp vitt ljus i ett spektrum.
Varför vi ser saker som vita, svarta och röda
Alla
färger reflekteras när vitt ljus träffar en vit sak.
Alla
färger tillsammans uppfattar vi som vitt.
Inga
färger reflekteras när vitt ljus träffar en svart sak.
Alla
färger absorberas (sugs upp) av den svarta saken.
Inget
ljus uppfattar vi som svart.
Bara
röd färg reflekteras av en röd sak.
Alla
andra färger absorberas av den röda saken.
LASER
Bilden
här ovanför är från en lasershow.
Laserljus
kan vara mycket starkt. Sådant laserljus kan man använda till att skära genom
metall eller till att svetsa.
Annat
laserljus kan användas i laserskrivare eller i CD-spelare.
Polisen
använder laser för att kontrollera hur fort bilarna kör.
Laser
kan användas för att operera ögon på människor.
Man
kan ändra formen på ögats lins så att man slipper att använda glasögon.
Man
kan också svetsa fast en näthinna som har lossnat.
Ögat
Det
finns en konvex lins i ögat. Bilden kommer upp och ner på näthinnan.
När
man tittar på ett föremål som är nära blir linsen tjock.
När
man tittar på ett föremål som är långt borta blir linsen smal.
Översynt öga
Ett
översynt öga är för kort. Ljusstrålarna kommer ”över” näthinnan för att
komma till brännpunkten bakom näthinnan.
(i
verkligheten stannar de på näthinnan)
Med
en konvex (positiv) lins får man ljusstrålarna lite konvergenta så att ögats
lins sedan klarar att få brännpunkten på näthinnan.
Närsynt öga
Ett
närsynt öga är för långt. Brännpunkten ligger för nära linsen.
Med en konkav (negativ) lins får man ljusstrålarna lite
divergenta så att ögats lins sedan klarar att få brännpunkten på näthinnan.
Kameran
I
kameran finns en konvex lins. Bilden inne i kameran blir upp och ner.
Ljuset
släpps in i kameran genom ett litet hål.
Bländaren
gör hålet stort eller litet.
Slutaren
öppnar och stänger hålet.
FYSIK ÅK 8 MEKANIK SID 2-3 GENOMGÅNG
Kraft
Om
man skall lyfta en låda behövs en kraft som är riktad uppåt.
Kraft
mäts i enheten Newton (N).
För
att lyfta 1kg behövs kraften 10N.
Väg
Med
väg menar man hur lång sträckan är i kraftens riktning.
Väg
mäts i meter (m).
I
bilden här ovanför drar loket tågvagnarna åt höger så kraften är riktad åt
höger. Med väg menar man då hur långt
tåget har åkt i kraftens riktning det vill säga åt det håll som loket har
dragit.
Mekaniskt arbete
Man
uträttar ett mekaniskt arbete om man använder en kraft för att flytta
en sak i kraftens riktning.
Arbete = kraft * väg
Arbete
mäts i Newtonmeter (Nm) eller Joule (J).
1Nm = 1J
Exempel 1
Hur stort är arbetet för att dra tomtens släde 5m om
renarna drar med kraften 200N?
kraft
= 200N
väg
= 5m
Arbete
= kraft * väg = 200N * 5m = 1000 Nm
Exempel
2
Hur
stort är arbetet för att lyfta en väska som väger 12 kg 1m rakt upp?
massa
= 12 kg
kraft
= 12 * 10N = 120N
väg
= 1m
Arbete
= kraft * väg = 120N * 1m = 120Nm (= 120J)
Exempel
3
Hur stort är arbetet för att hålla en väska som
väger 12 kg 1m ovanför marken?
Väg = 0m (väskan
rör sig inte rakt upp i kraftens riktning)
Arbete = kraft * väg = kraft * 0m = 0Nm
Exempel 4
Hur stort är arbetet för att bära en väska som
väger 12kg 1m ovanför marken i 10m?
Väg = 0m (väskan
rör sig inte rakt upp i kraftens riktning)
Arbete = kraft * väg = kraft * 0m = 0Nm
Friktionskraft
När man drar en sak över ett underlag så finns det en
friktionskraft som är riktad åt motsatt håll som dragkraften. Friktionskraften
beror att ojämnheter i ytorna som glider mot varandra griper tag i varandra. Om
saken rör sig med jämn fart är friktionskraften lika stor som dragkraften.
ENERGI
För att lyfta en hiss behövs elektrisk energi.
För
att köra en bil behövs energi i bensinen.
För
att kunna röra sig behöver människan energi från maten.
Man kan säga att energi är lagrat arbete (arbete på
lager).
Energi mäts i enheten Joule (J)
eller i Newtonmeter (Nm).
LÄGESENERGI
En
vagn som är högt upp på en berg och dalbana får lägesenergi.
Lägesenergin
beror på hur högt vagnen är och hur stor massa den har.
Exempel 5
Du
behöver arbetet 500 J för att lyfta upp en låda på en hylla.
Hur
stor är lägesenergin när lådan står på hyllan?
Lägesenergin
= arbetet = 500J
RÖRELSEENERGI
En
sak som rör sig har rörelseenergi.
Rörelseenergi
beror på hur fort saken rör sig och vilken massa saken har.
Vagnen i berg och dalbanan får större och större rörelseenergi när den åker ner
för backen.
MEKANISK ENERGI
Lägesenergi
och rörelseenergi är två olika former av mekanisk energi.
FYSIK ÅK 8 MEKANIK
SID 4-5 GENOMGÅNG
ENERGIPRINCIPEN
Energi
kan inte skapas eller förstöras.
Energi
kan bara omvandlas i olika former.
Energiprincipen
betyder att den totala mängden energi är samma.
Energi
kan omvandlas mellan olika former som till exempel lägesenergi, rörelseenergi,
elektrisk energi, kemisk energi, ljus, ljud och värme.
Energiomvandlingar
I figuren här ovanför omvandlas en del av solens strålningsenergi till lägesenergi för vattnet som avdunstar och lyfts upp från havet.
När vattnet rinner ner i en flod omvandlas lägesenergi till rörelseenergi.
I vattenkraftverkets
generator omvandlas rörelseenergi till elektrisk energi.
I det elektriska
värmeelementet i huset omvandlas elektrisk energi till värmeenergi.
Exempel 1
Man
lyfter en sten som väger 30 kg 2 meter upp i luften.
Hur
stor lägesenergi har den då?
Massa
= 30 kg
Kraft
= 30*10 N = 300N
Väg
= 2m
Arbete
= kraft*väg = 300N * 2m = 600 Nm
Lägesenergi
= arbetet = 600 Nm
Exempel 2
En
person väger 70 kg. Han dyker från 5 meters-trampolinen.
Hur
stor rörelseenergi har han när han slår i vattenytan?
Massa
= 70 kg
Kraft
= 70*10N = 700N
Väg
= 5m
Arbete
= kraft*väg=700N*5m=3500Nm = 3500J
Lägesenergi
= 3500J
Rörelseenergi
vid vattenytan = lägesenergi uppe = 3500J
Exempel 3
En
person släpper en sten som väger 2 kg från taket på ett hus som är 40 meter
högt. Hur stor rörelseenergi har stenen när den fallit 10m?
40
meter upp i luften
Massa
= 2 kg
Kraft
= 2*10N = 20N
Väg
= 40m
Arbete
= kraft * väg = 20N*40m = 800Nm = 800J
Lägesenergi
= 800J
Rörelseenergi
= 0J
Totalenergi
= Lägesenergi+rörelseenergi=800J+0J=800J
30
meter upp i luften (stenen har då fallit 10
meter)
Kraft
= 20N (samma sten)
Väg
= 30m
Arbete
= kraft*väg = 20N*30m=600Nm = 600J
Lägesenergi
= 600J
Totalenergi = 800J
(den totala energin är alltid den samma)
Rörelseenergi
= totalenergi–lägesenergi =800J–600J = 200J
Enkla maskiner
Enkla maskiner använder man för att inte behöva ta i med
så stor kraft. Man måste ”betala” med att det blir en längre väg.
Hävstång, lutande plan och block är några exempel på enkla
maskiner. Enkla maskiner bygger på mekanikens gyllene regel.
Mekanikens gyllene
regel
Det man vinner i kraft förlorar man i väg.
Hävstång
Figuren här
ovanför visar en hävstång.
Vid 5 kg bollen
behövs det 1/20 av kraften för att lyfta 100kg bollen.
Bollen till höger
är 20 gånger så långt bort från vridningspunkten.
Man måste trycka
ner 5 kg bollen 20 mm för att lyfta 100 kg bollen 1 mm.
Lutande plan
I stället för att lyfta en motorcykel rakt upp på en
lastbil kan man rulla den upp för en planka. Om man rullar motorcykeln upp för
plankan blir kraften mindre men vägen större än om man lyfter motorcykeln rakt
upp.
Arbetet blir lika stort när man rullar upp för plankan som
när man lyfter rakt upp!
Block
Lådan här ovanför väger 100 kg.
Lådan har tyngdkraften 10*100N = 1000N rakt ner.
Om en person ska lyfta lådan rakt upp behövs kraften
1000N.
Om två personer hjälper varandra att bära lådan behöver
varje person lyfta med kraften 500N.
Med hjälp av block (”rullarna” i figuren) kan man dela upp
kraften så att det drar med kraften 500N i repet till vänster om lådan och med
kraften 500N i repet till höger om lådan.
Blocket uppe i taken gör bara att repet vänder ner till
höger.
Man behöver bara dra med kraften 500N (halva kraften) snett
ner till höger, men man måste dra dubbelt så långt (dubbla vägen).
FYSIK ÅK 8 MEKANIK SID 6 GENOMGÅNG
Effekt
Med
effekt menar man hur mycket arbete som görs på en sekund.
Arbete
Effekt
= --------
Tid
Effekt
mäts i Watt (W)
Arbete
mäts i Nm eller J
Tid
mäts i s
Förr mättes effekt i enheten hästkraft. 1 hästkraft = 736 W.
Exempel 1
Hur
stor är effekten om man lyfter 3 kg 4meter upp i luften på 6 sekunder?
massa
= 3kg
kraft
= 3*10N = 30N
väg
= 4m
tid
= 6s
Arbete
= kraft*väg = 30N * 4m = 120 Nm
Arbete 120Nm
Effekt = ---------
= ---------- = 20W
Tid 6s
Exempel 2
En
maskin har effekten 500W. Hur mycket energi förbrukar den på en minut?
Vi
antar i denna uppgift att all energi blir arbete.
Effekt
= 500W
Tid
= 1 minut = 60s
Arbete
= ?
Arbete
Effekt
= ---------
Tid
Skriv
upp den magiska triangeln och håll för Arbete
Arbete
= Effekt * tid = 500 * 60 J = 30 000 J
All
energi blev arbete. Därför är energin lika stor.
Energi
= arbete = 30 000 J
Exempel 3
En
maskin har effekten 200W. Hur lång tid behöver maskinen för att hissa en låda
som väger 40kg 2 meter upp i luften?
Massa
= 40kg
Kraft
= 40*10N = 400N
Väg
= 2m
Effekt
= 200W
Tid?
Arbete
= kraft*väg = 400N*2m = 800Nm
Arbete
Effekt
= -----------------
Tid
Använd
magiska triangeln, håll för tid
Arbete 800Nm
Tid
= ----------- = -------------- =
4s
Effekt 200W
Verkningsgrad
Med
verkningsgrad menar man hur stor del av den tillförda energin som blir nyttig
energi. Verkningsgrad har enheten %
Nyttig energi
Verkningsgrad
= -------------------
Tillförd energi
Exempel 1
Bensinen
i en bil har energin 100 000J
Rörelseenergin
framåt är 30 000J
Hur
stor är verkningsgraden?
Tillförd
energi = 100 000J
Nyttig
energi = 30 000J
Nyttig energi
Verkningsgrad
= ------------------ =
Tillförd
energi
30 000 J 30
= --------------------- = ------ = 30%
100 000 J 100
Exempel 2
Verkningsgraden
i en motor är 40%
Man
vill lyfta 20kg 4m upp i luften.
Hur
mycket elenergi måste man använda?
massa
= 20 kg
kraft
= 20*10N = 200N
väg
= 4m
verkningsgrad
= 40%=0,4
tillförd
energi?
Nyttig
energi = Arbete = kraft*väg = 200N*4m= 800 Nm
Nyttig energi
Verkningsgrad
= ------------------
Tillförd energi
Skriv
upp den magiska triangeln för verkningsgrad.
Håll
för ”Tillförd energi”
Nyttig energi
Tillförd
energi = -------------------- =
Verkningsgrad
800Nm 8000Nm
= ------------- = --------------
0,4 4
= 2000 Nm
Utvidgning av fasta ämnen
Utvidgning av gaser
Värmeledning
Värmeströmning
Värmestrålning
= 2000 Nm
FYSIK ÅK 8 VÄRMELÄRA, SID 16-20
Utvidgning av fasta ämnen
Alla
fasta ämnen blir utvidgar sig (blir större) när man värmer på dem.
Järnvägsskenor
blir större när de blir varma på sommaren.
Då
kan det bildas ”solkurvor”.
Metallocket
på en glasburk blir större om man värmer på det.
Man
kan därför spola locket med varmt vatten om det sitter för hårt fast.
Utvidgning av vätskor
Vätskor
utvidgar sig (tar mer plats) när man värmer dem.
Vätskan
i termometerröret tar mer plats ju mer man värmer termometern.
OBS!
Vatten som är 4 grader är tyngst.
Om
is hade varit tyngst så skulle bottnarna i sjöarna ha frusit och växter i
sjöarna skulle ha dött på vintern.
Vatten
som är 4 grader tar minst plats.
När
man kyler vatten från 4 grader till 0 grader så utvidgar sig vattnet och tar
mer plats.
Om
man lägger en läsk i frysen kan flaskan sprängas.
Utvidgning av gaser
Gaser
utvidgar sig (tar mer plats) när man värmer dem.
En
kall gas är som människor som står still nära varandra i en hiss.
När
man värmer gasen är det som att människorna börjar springa omkring. Då behöver
de en gymnastikhall i stället för en hiss.
På
samma plats som hissen tar finns det då inte 10 människor utan kanske högst 1.
Om
man öppnar en hissdörr och ber folk i hissen att börja springa
hamnar
de flesta utanför hissen och hissen blir lättare.
I
varmluftsballongen flyger luftmolekyler ut genom hålet där nere
när
man värmer luften. Därför blir ballongen lättare.
Om
man värmer en gas som är instängd i en behållare så ökar trycket på behållaren.
Värmeledning
Gaser
leder värme dåligt. I en termos har man luft mellan den inre behållaren som man
har kaffet i och den yttre behållaren.
Vätskor
leder värme dåligt.
Metaller
leder värme bra.
Värmeströmning
I
en vätska eller gas kan värmen strömma.
Exempel:
värme strömmar från elementet runt i rummet.
Värmestrålning
Värmen
från solen kommer genom värmestrålning.
En
mörk yta tar lättare upp värmestrålning än en ljus yta
En
mörk yta strålar ut mer värme än en ljus yta
Temperaturskalor
Celsiusskalan
är vanligast.
Vatten
fryser vid 0 grader C och kokar vid 100 grader C.
Kelvinskalan
är en vetenskaplig temperaturskala.
Atomerna
är still vid 0 grader K. Vatten fryser vid 273 grader K
Fahrenheitskalan
används i USA.
Vatten
fryser vid 32 grader F och kokar vid 212 grader F