Fysik år 8 OLD


Utvärdering av jobbmentor

NO8 LÄSÅRSPLAN 2017 / 2018

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

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.




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


                                                                        

Optik, Akustik

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.



Det går magnetiska fältlinjer från magnetens nordända till magnetens sydända. 

Jordens magnetiska sydpol ligger en bit bort från nordpolen.
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

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


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


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

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.


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

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






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