torsdag 11 september 2008

Arbete, Mekanikens gyllene regel och lite mer

På planeringen:

    Först lite gammalt
  • Repetera och befästa kunskaperna om arbete.
    och sedan lite nytt
  • Mekaninkens gyllene reglel

  • Lutande plan
  • Hävstång
Eleverna gjorde stora planscher som handlade om punkterna här ovanför.

Anteckningarna i skrivboken kommer till användning.
Mekanikens gyllene regel: Det som vinns i kraft förloras i väg.
Exempel på arbete.
Exempel på något som inte är arbete.
Arbete = Kraft * Sträcka
Ytterligare ett exempel på vad som är arbete och vad som inte är det.
De som blev klara fick börja att läsa om effekt och räkna några uppgifter som handlade om det.

onsdag 10 september 2008

Arbete

Först antecknade vi i skrivhäftet:

Ett arbete uträttas när en kraft övervinns och föremålet flyttas i kraftens riktning.

Vad betyder detta? Hmm..

Ja, först måste man erinra sig hur det var med massa, tyngd, och krafter.

Massa
Anger hur mycket materia något består av. Massa mäts i kilogram, kg och är alltid den samma oavsett var saken befinner sig.

Tyngd
Du känner att jorden drar dig mot marken. Kraften som drar oss mot jorden kallas tyngdkraften. Ju större massa du har desto större är tyngdkraften. Om din massa är 54 kg kommer jorden att dra ned dig med en kraft på 540N. Din tyngd är alltså 540N.

Ett föremåls massa ändras inte, (om man inte karvar bort en bit eller gör något annat i den stilen) men ett föremåls tyngd kan göra det. Tyngden beror nämligen på vilken planet du befinner dig. Om du befinner dig på månen har du samma massa som på jorden, till exempel 54 kg. Din tyngd kommer däremot bara att vara 90 N eftersom månens dragningskraft bara är en sjättedel av jordens. 540/6 =9
  • Krafter mäts i Newton. En Newton (1N) är ungfär lika med jordens dragningskraft på 100 gram.


  • En vikt med massan 1 kg har tyngden 10 N. Ett föremåls tyngd är lika med jordens dragningskraft på föremålet.


  • Det blir friktionskrafter när ett föremål glider mot ett annat. Friktionskraften håller emot när man till exempel släpar något över ett golv.

Vi antecknade och ritade i skrivboken.


Prydliga anteckningar


Nu var de flesta redo att börja fundera på detta igen:


Ett arbete uträttas när en kraft övervinns och föremålet flyttas i kraftens riktning.

Jag visade några exempel på arbete med hjälp av min nyckelknippa och annan rekvisita. Här nedanför ser vi två exempel på arbete.

En man lyfter en låda rakt upp. Han övervinner tyngdkraften. Han förflyttar lådan lodrätt och eftersom också tyngdkraften verkar lodrätt räknas detta som arbete.

Nu har mannen övergått till att släpa en låda. Han övervinner friktionskraften (som alltid stretar åt motsatt håll ovasett vart man vill släpa sina grejer). Han förflyttar lådan vågrätt och eftersom också friktionskraften verkar vågrätt räknas detta som arbete.


Detta är inte arbete
Om man står still och håller i en låda utförs inget arbete. Visserligen är det jobbigt, men eftersom ingen förflyttning sker räknas det inte som arbete.
Men om man kånkar runt på stenen då? Då sker ju ej förflyttning. Ja, det gör det, men förflyttningen måste vara i samma riktning som kraften för att ett arbete ska utföras. Så är det inte i det här fallet. Tyngdkraften på stenen är riktad rakt nedåt, och i det här fallet sker förflyttningen vågrätt (rakt fram ).


Beräkning av arbete
Det är lätt att beräkna arbete. Så här ser formeln ut:


Arbete = Kraft * Sträcka
Nm = N * m


När man ser formeln förstår man varför enheten för arbete är Nm (Newtonmeter).

Man måste dock se upp med några saker när man beräkna arbete.

  • Se till att sträckan är angiven i meter. Om den inte är det, gör om den till meter.
  • Välja rätt sträcka. Tänk på att kraften och sträckan måste ha samma riktning.

Nu passade det bra med lite övningsuppgifter. Jag hade kopierat upp arbetsbladet här nedanför och även gjort en stordia på den. Då kunde vi räkna de första uppgifterna tillsammans och reda ut ett och annat som fortfarande var oklart.

Sedan var ni mogna för räkning på egen hand:

Alla hann inte klart med alla uppgifter, men försök göra klart dem hemma. Jag delade ut facit på små lappar så att ni kan kontrollera om ni gjort rätt.

fredag 5 september 2008

Fritt fall och kaströrelse



Här står jag och håller i två likadana cylindrar, det som skiljer dem åt är att den ena är lätt och gjord av trä och den andra är tung och gjord av bly. Klassen fick fundera på vilken som skulle träffa golvet först om jag släppte dem från samma höjd. Flera olika förslag fördes fram.

Jag släppte dem - och de dunsade i golvet samtidigt.

Hur kan det komma sig?

Jo, tygdkraften på den tunga blycylindern är större än vad den är på träcylindern, men eftersom blycylindern är tyngre har den också större tröghet. Den är svårare att sätta i rörelse.

Motsvarande resonemang om träcylindern:
Träcylindern är lättare därmed är tyngdkraften mindre på den än på den tunga blycylindern, men träcylindern har mindre tröghet och är däför lättare att sätta i rörelse.

Det är kanske inte så konstigt att båda cylindrarnas hastighet ökar på samma sätt.

Luftmotstånd

I exemplet här ovanför behöver vi inte fundera på luftmotståndet eftersom cylindrarna har samma form och storlek.

Om vi däremot släpper ett slätt A4-papper och ett ihopknögglat A4-papper från exempelvis två meters höjd kommer givetvis det ihopknögglade pappret att nå marken först eftersom luftmotståndet blir mycket större på det släta pappret än på det ihopknögglade.

Kast
Om man lägger två mynt på ett bord och snabbt snärtar till dem en linjal så här:


kommer myntet närmast handen att få lägre hastighet än myntet som ligger längre bort.

Snärt! Sedan flyger mynten iväg och landar på golvet.

Vilket mynt når golvet först?


Myntet som var närmast handen landade närmare bordet än det andra myntet eftersom det fick lägre utgångshastighet.

Men båda myntet nådde golvet samtidigt!

Hur kan det komma sig?

Jo, det beror på att båda mynten har samma hastigtetsökning lodrätt(nedåt). Det spelar ingen roll att de har olika hastighet vågrätt (framåt), de faller ändå lika snabbt nedåt.


Jag hade kopierat upp en OH som handlade om detta och vi gick igenom den noga.


Här ser man en gubbe som släpper en sten rakt ned och kastar en annan sten rakt fram från en balkong. På bilden ser man hur stenens hastighet ökar varje sekund. Under den första sekunden ökar hastigheten från 0 m/s till 10 m/s, under den andra sekunden ökar hastigheten från 10 m/s till 20 m/s och så vidare.

Hastigheten ökar alltså med 10 m/s varje sekund.

De båda stenarna landar samtidigt eftersom deras hastighetsökning lodrätt(nedåt) är lika stor. Hastigheten vågrätt (rakt fram) spelar ingen roll för fallhastigheten.


När vi hade pratat klart om detta vände vi på bladet och där fanns det, som av en händelse, några övningsuppgifter om fritt fall och kaströrelse.



Det verkade som om övningarna inte var alltför knepiga och de som fick tid över arbetade med uppgift 19 på sidan 203 i fysikboken.

torsdag 4 september 2008

Intervju med Galileo Galilei

I dag har vi intervjuat den italienske vetenskapsmannen Galileo Galilei. Han ställde upp och svarade tålmodigt på alla frågor om vad han åstadkommit, upptäckt och råkat ut för.





Kort om Galilei Galileo

  • Galilei brukar kallas den moderna naturvetenskapens fader eftersom han drog sina slutsatser utifrån experiment.

  • Galilei var bara 19 år när han upptäckte att pendelns svängningstid är oberoende av utslagets storlek.

  • Galilei förbättrade kikarens konstruktion och med hjälp av den upptäckte han bland annat Jupiters fyra största månar.

  • Galilei studerade fritt fall och kom fram till att om man tog bort luftmotståndet skulle alla kroppar falla med samma hastighet.


Galilei föddes 1564 i Pisa och dog 1642. (Samma år som Newton föddes i en liten by i England.)

Här nedaför finns utdrag från två intervjuer. Hoppas att det går att läsa vad det står.

tisdag 2 september 2008

Diagram, läxa, raketballong och centrifugalkraft

Mer om sträcka, tid och medelhastighet
Jag delade ut ett papper med diagram som visar sträcka, tid och hastighet. Vi pratade lite om diagrammen och konstaterade bland annat att:

* När linjen i diagrammet är rak är hastigheten konstant. (=likadan, oförändrad)
* Om man vill veta hur hög hastigheten är kan gå in i diagrammet och se hur långt man hunnit på en timme. Om man hunnit 56 km på en timme är ju hastigheten 56 km/h

Sedan delade jag ut läxan. De som satsar på betygen VG eller MVG ska lämna in den valfri dag i vecka 37. Så här ser läxpappret ut:



Raketballongen
Jag tejpade fast en ballong på ett sugrör. Sedan trädde jag sugröret på en tråd och spände upp tråden tvärs över salen. När jag släppte ballongen for den i väg längs tråden.
Luften sprutar ut bakåt, men ballongen åker framåt. Hur kan det komma sig?
Vad vill jag visa med detta?
Jo, detta är en förenklad jetmotor. En jetmotor ger luften fart bakåt och farkosten förs framåt av motkraften. Här låter vi en ballong vara jetmotor. Vi antecknade lite om detta med krafter och motkrafter i skrivboken, läs gärna det. Du kan även läsa på sidan 193 i fysikboken under rubriken "Krafter som ökar farten".
Centrifugalkraft
När man sitter i en slänggunga som snurrar runt känner du hur din kropp pressas utåt. Det är centrifugalkraften som du känner. Den beror på kroppens tröghet. Trögheten gör att din kropp vill fortsätta rakt fram, men på grund av att gungan sitter fast med en kedja ändrar din kropp riktning hela tiden. Du pressas utåt och upplever att en kraft trycker på dig.
Vi pratade om hur centrifugen i tvättmaskinen fungerar och om hur det kan kännas att bli centrifugerad.
Jag hade gjort i ordning ett papper om centrifugalkraften:
Vi gick i genom det och lärde oss att om man har till exempel en sten i ett snöre och snurrar runt den över huvudet och sedan släpper den så kommer den att fortsätta i tangentens riktning. Det betyder att den far i väg rakt fram, 90 grader, mot snöret. Svårt att förklara med ord, men på pappret syns det. Titta på det i stället.

Laboration: Pendeln och repetition

Laboration: Pendeln



Uppgift: Ni ska undersöka om följande faktorer har betydelse för pendelns svängningstid:


a) Viktens massa
b) Utslagets storlek
c) Pendelns längd

Anteckna dina resultat.

Ungefär samma instruktioner finns i fysikboken på sidan 200, uppgift 7. Jag vet att instruktionerna är knapphändiga, men det är meningen att det ska vara så. Svårigheten ligger i att klura ut hur man ska gå till väga, hur man ska lägga upp sin undersökning. Först visade jag hur man monterar ihop stativet och fäster pendeln i det.



Sedan var det fritt fram att börja undersöka.

Vid genomgången kunde vi konstatera att de flesta grupperna kommit fram till slutsatsen att det är pendelns längd som avgör svängningstiden. Det stämmer. Ju längre pendel, desto längre svängningstid.

Flera grupper hade dock trasslat till undersökningen genom att ändra flera faktorer i varje försök. Därför pratade vi om att man bara ska ändra en faktor åt gången och låta de andra vara oförändrade.
Exempel:När man undersöker om viktens massa har betydelse, så låter man pendelns längd och utslag vara oförändrade. Sedan gör man en liten tabell:

Massa (g) .....Tid (s)
5o................... 8
100 ............... 8
150 ............... 8

När man undersöker om pendelns längd har betydelse, så låter man massan och utslaget vara oförändrade. Även detta resultat visas i en liten tabell

Pendelns längd (cm)..... Tid (s)
14 ...................... ..............8
30 ...................................14

Ja, och så gör man på samma sätt när man ska kontrollera utslagets betydelse. Utifån mätvärdena kan man sedan dra sin slutsats. Vi pratade bland annat också om vad en tabell är och vad ett diagram är. Flera elever hade nämligen blandat i hop det.

På slutet hann vi med att prata mer om tröghet. Jag hade kopierat sidan 191 på en OH-plast och utifrån det diskuterade vi tröghet

Ny fysikkurs: Rörelse och Mekanisk energi

Åh, jag har hamnat på efterkälken med bloggandet. Det är så himla mycket som ska fixas så här i början på terminen och då hamnar inte bloggen överst på prioriteringslistan. Nåja, nu sätter jag i gång i alla fall.

I onsdags körde termminens första fysikkurs, Rörelse och mekanisk energi i gång.

Sambandet mellan sträcka, hastighet och tid.
Beräkning av sträcka, hastighet och tid

Att beräkna hastighet, sträcka och tid är ingen nyhet för elever i skolår nio, men det kan ändå behövas lite repetition av det. Vi pratade lite om hastighet och jag tog några exempel på tavlan. Det verkade som om de flesta förstod vad det handlade om. För säkerhets skull visade jag sht-triangeln. Den är ingen pedagogisk höjdare som ökar förståelsen och ger aha-upplevelser, men den är användbar i trängda lägen när man inte kan tänka klart. Först gäller det att memorera den:

S = sträcka
H = hastighet
T = tid
Sitter den i minnet nu? Om inte, kan den här minnesregeln kanske hjälpa: Först är det Sommarlov, sedan börjar HöstTerminen.

Om det står att man ska beräkna hastigheten i en uppgift är det bara att hålla handen för bokstaven H, så här:


Då ser man att man ska dividera sträckan med hastigheten.
Om det står att man ska beräkna sträckan i uppgiften är det bara att hålla handen för bokstaven S.
Då ser man att det bara är att multiplicera hastigheten med tiden.
Sedan övade vi på uppgifter av den här typen på sidan 200 i fysikboken, uppgift 1-3.
Krafter och tröghet
Vi började med att fundera på uppgiften här nedanför, som jag delade ut på papper.
För att en basketboll ska komma i rörelse krävs en kraft. När bollen kommit i rörelse kan den inte ändra riktning eller fart av sig själv. Det krävs en kraft för att den ska ändra riktning eller fart.
Om basketbollen rullar över ett stort golv i en idrottshall kommer den så småningom att stanna, varför?
Efter den del resonerande kom vi fram till att det beror på att friktionen mot golvet bromsar den. Även luftmotståndet bromsar den, men inte alls lika mycket som friktionen.
Friktion? Vad är det? Jag repeterade vad friktion är och visade även en enkel svävare. Nu hänvisar jag dock dem som vill veta mer om friktion till sidan 53 och 54 i fysikboken.
Vi pratade även om tyngdkraften och då kan man ju inte undgå att tänka på:
Isaac Newton 1642 - 1727
Studerade krafter, gravitationen och planeternas rörelse.
Professor vid Cambridge.
Har gett namn åt enheten för kraft, Newton (N).
Var var vi? Jo, vi pratade ju om en basketboll som rullade över ett golv och då kommer man in på begreppet tröghet och Newtons första lag. Den antecknade vi i skrivhäftet.
Newtons första lag(eller tröghetslagen som den också kallas)
Ett föremål behåller sitt tillstånd av vila eller rörelse så länge det inte påverkas av en kraft.
Jag tog upp exempel på situationer där man känner av tröghet.
* När man åker bil och föraren gör en häftig inbromsning - Vad händer då?- Jo, man fortsätter framåt (tills bältet stoppar). Det beror på trögheten, det är svårt att stoppa ett föremål eller kropp i det här fallet, som rör sig, den "vill" fortsätta framåt.
* Trögheten gör det svårt att öka farten. Det känner man av när man till exempel försöker få upp farten när man cyklar.
* Trögheten gör det svårt att bromsa. Det märker man när man till exempel försöker få stopp på pulkan i pulkabaken.
* Trögheten gör det svårt att ändra rörelseriktning. Det märker man när man åker skridskor, det är mycket lättare att åka rakt fram än att svänga.
Rolig historia om tröghet
Pekka var ute och cyklade - vägen svängde, men inte Pekka.Jag vet, den är gammal, men jag kunde inte låta bli.