fysikarne

Namn:

Jag har undervisat i bl.a. fysik vid Komvux i Katrineholm. Det har jag gillat, för fysik är intressant och spännande, och eleverna har oftast varit intresserade av att lära sig så mycket som möjligt. Fysik är en experimentell vetenskap, och vi har gjort många intressanta och roliga experiment. Vi har hållit till i de lokaler som tidigare användes av numera nedlagda Katrineholms Tekniska Skola. Där finns en institution med bra utrustning inom de flesta av fysikens moment. Hösten 2007 kommer KomVux inte längre att erbjuda fysikundervisning, men jag fortsätter att undervisa i fysik åt IUC.

 

27.12.07

Planering, FYSIK, skolperiod 2

Månd. 7 jan 10.10 - 12.00, sal T1
Tillbakablick på introduktionskursen (skolperiod 1) med fokusering på energiformer och energiprincipen. Beräkning av lägesenergi och rörelseenergi.

Det kan vara en bra idé att ta fram och studera pappret Energi, arbete, effekt och verkningsgrad, som ni fick förra perioden. I boken Ergo fysik A är det kap. 5 som gäller, särskilt sidorna 150-160 i första uppl, 132-143 i andra uppl och 127-133 i tedje uppl.

Observera att lägesenergin räknas relativt en godtyckligt vald nollnivå.
En vikt på 5 kg som befinner sig 45 cm över en bordsyta har alltså lägesenergin mgh = 5*9,82*0,45 joule = 22,095 joule = 22 joule relativt bordsytan, men lägesenergin 5*9,82*(0,45 + 0,90) joule = 66,285 joule = 66 joule relativt golvet, om bordet är 90 cm höst.

Energiprincipen säger att totala energin i ett system är konstant. Ingen energi "försvinner" eller "skapas". Om vikten i exemplet ovan trillar ner på bordet, "förlorar" den alltså lägesenergin 22,095 J men "får" istället motsvarande rörelseenergi just vid nedslaget mot bordsytan. Hastigheten v vid nedslaget kan då beräknas ur 22,095 = 0,5*5*v^2 som ger v = 2,973. Alltså har vikten hastigheten 3,0 m/s just innan den träffar bordsskivan.

Skriver vi
lägesenergin = rörelseenergin
m*9,82*h = 0,5*m*v^2
ser vi att massan m kan divideras bort! D.v.s.
9,82*h = 0,5*v^2
v = roten ur (2*9,82*h)
Om h är 0,45 m får vi naturligtvis v = 2,973 m/s oberoende av viktens massa!

Tisd. 8 jan 8.20 - 10.00 (g1), 10.10 - 11.50 (g2), sal F7, Laboration
Lägesenergi och rörelseenergi. (Mekanisk energi) Vi studerar sambandet mellan lägesenergi och rörelseenergi för en vagn som rör sig längs en "friktionsfri" lutande bana. Se till att ni förstår vad det hela går ut på och vilka beräkningar som görs. En snarlik uppgift (teoretisk) dyker troligen upp på tentan! Vid laborationstillfället redovisar ni era mätningar och beräkningar direkt till Arne. Ingen skriftlig redovisning denna gång.

Fred. 11 jan 8.00 - 10.15, sal F5
ÄNDRAD PLANERING
Elementär värmelära. Fast, flytande och gasformigt tillstånd.
Ett ämne kan förekomma i tre olika tillstånd (faser): fast, flytande och gasformigt. Vid normalt tryck bestäms tillståndet av temperaturen. Under smältpunkten är ämnet fast. Mellan smältpunkten och kokpunkten är ämnet flytande, och över kokpunkten är ämnet gasformigt. Tar vi vatten som exempel är vattnet fast (is) under smältpunkten 0 grader, flytande ("vatten") mellan 0 grader och kokpunkten 100 grader. Över 100 grader är vattnet gasformigt (vattenånga).
Observera att is, "vatten" och ånga är samma ämne, samma kemiska förening. Is består alltså av likadana vattenmolekyler (h-två-o) som "vanligt vatten". Skillnaden är att hos isen är molekylerna bundna till varandra så att de bildar en klump. I vatten ligger molekylerna intill varandra som nötter i en burk, men de sitter inte ihop. I ångan far molekylerna omkring åt alla möjliga håll som vilda getingar.
Det finns trevliga formler för att räkna på det här. Vi lär oss beräkna energin som krävs vid uppvärmning, smältning och förångning

Vi ska också bekanta oss med hur värme kan transporteras. Det finns bara tre sätt som värme kan flyttas på:
ledning (t.ex. när skaftet på en silversked blir varm, om du doppar skeden i hett kaffe; olika ämnen leder värme olika bra)
strålning (allt som har någon temperatur över -273,16 grader /absoluta nollpunkten/ strålar ut energi; ju högre temperaturen är, ju mera strålas ut)
strömning eller konvektion (värme "följer med" ett ämne som flyttar sig /vatten som cirkulerar i ett radiatorsystem eller tropikluft som drar in över Skåne).

Är vi riktigt flitiga hinner vi nog nämna något om gasers egenskaper också, i första hand det viktiga begreppet tryck.

Månd. 14 jan 10.10 - 12.00, sal T1
Beräkningar på värme och tryck.

Fred. 18 jan 12.50 - 15.05, sal F5 OBS. tiden!
Värmelära (forts.). Vi gör en enkel beräkning av energitillförsel vid uppvärmning av vatten (som en introduktion till laborationen den 22 jan.). Energiupptagning vid olika ytor. Vi studerar vattentemperaturen i en svart och en blank aluminiumbägare.
Tryck (forts.). Vätsketryck.
Något om luftfuktighet.

Tisd. 22jan 8.20 - 10.00 (g1), 10.10 - 11.50 (g2), sal F7, Laboration
Verkningsgrad vid uppvärmning.
Varje grupp lämnar skriftlig redogörelse (på papper) senast den 29 jan. (Samtliga gruppmedlemmar är ansvariga för redogörelsens innehåll och utformning.)

Fred. 25 jan 8.00 - 10.15, sal F5
Fortsättning på tryck och något om gaslagarna. Något om luftfuktighet.
Repetition av kraft och rörelse från period 1:
Kraft och rörelse. Kraftekvationen. Vi fokuserar på sambandet mellan kraft och rörelse. Då är det bra att inte ha glömt hur man kan beskriva rörelser med formler och i diagram. Grundläggande är det enkla pappret Rörelse ni fick under period 1. I Ergo A behandlas rörelse på sid. 24 - 44 i uppl. 1, sid 42 - 61 i uppl. 2 och sid 38 - 57 i uppl. 3. Förhoppningsvis minns ni hur vi studerade acceleration med hjälp av en gul Mercedes och en fallande vikt. Tänk efter hur vi beskrev rörelsen i s-t-diagram och v-t-diagram. Observera att det behövs ingen (resulterande) kraft för att en rörelse ska fortsätta med konstant hastighet (rakt fram). (Tröghetslagen) Däremot behövs det en resulterande kraft för att öka farten, minska farten eller svänga. Både fartökning, fartminskning och riktningsändring är accelererad rörelse. Sambandet mellan kraft och acceleration ges av kraftlagen (kraftekvationen) , som är en av Newtons lagar. Läs om Newtons lagar på sid 58 - 80 (1:a uppl.), 76 - 106 (2:a uppl.), 72 - 96 (3:e uppl.) i A-boken. Både rörelsebeskrivning och kraft-rörelse-sambanden behandlas ytterligare i B-boken. Tjuvtitta gärna lite där också!
Centralrörelse.

Månd. 28 jan 10.10 - 12.00, sal U23
Beräkningar på värme, tryck, krafter och energi.

Tisd. 29 jan 8.20 - 10.00 (g1), 10.10 - 11.50 (g2), sal F7, Laboration
Temperaturbestämning av gasollåga.
Redovisas med liknande tentamensuppgift.

Fred. 1 febr 8.00 - 10.15
8.00 - 8.45: Sal E8 (Röda huset, korridor E) Minitest på energi, värme och tryck (Bra resultat kan ge 1 - 3 bonuspoäng på tentan!)
9.00 - 10.15: Sal F5 Längd- och volymsutvidgning, Arkimedes´ princip. Något om gaslagarna.

Månd. 4 febr 10.10 - 12.00, sal U23
Beräkningar på längd- och volymsutvidgning, Arkimedes´´ princip och gaslagarna.

*******

Fortsättning och kompletteringar följer :-)