Bensindrivna lampor

Här kommer en klassisk centralprovsuppgift från 1981:

I Sverige är det lag på att fordon ska ha minst varselbelysning tänd närhelst fordonet är i trafik. Gör en uppskattning av den extra bensinförbrukning detta medför för hela landet under ett år.

Anta t.ex. att lagen medför en extra effekt på 50 W per fordon under en halv timme för 2 miljoner fordon varje dygn under året. Anta vidare att vid förbränning av 1 kubikmeter bensin energin 6 MWh kan nytiggöras.

Svar kan förväntas mot slutet av veckan.

Svar till solproblemet

Solinstrålningen på 0,25 kvadratmeter blir 0,25*1000 W = 250 W. Med 15 % verkningsgrad blir det 0,15*250 W = 37,5 W. Det räcker alltså inte till teven på 50 W.

Här kan vi frångå SI-enheterna och resonera ganska enkelt: För ett fulladdat batteri får vi E = P*t = U*I*t men I*t är ju 60 Ah, så E = 12 V*60 Ah = 720 VAh = 720 Wh = 0,72 kWh.
E = P*t ger då tiden i timmar med 0,72 = 0,050 * t ---> t = 14,4 (Eller 720 = 50*t). Teven kan alltså drivas i 14 timmar!

På liknande sätt räknas laddningstiden ut: 0,72 = 0,0375*t ---> t = 19,2 (Eller 720 = 37,5*t).
Det tar alltså 20 soltimmar att ladda batteriet fullt.

Ovanstående är naturligtvis teoretiska max-värden. I verkligheten brukar man få vara beredd på överraskningar :-)

Glad och solig fortsättning på påsken!

Hoppas ni haft en fin påskhelg!
Eftersom vi passerat vårdagjämningen kanske vi kan förvänta oss en hel del solsken.
Då kan det kanske passa med ett litet solproblem att fördriva tiden med. Håll till godo!

Mors lilla solstråle har byggt sig en liten fjällstuga. Hon vill gärna kunna se på TV där, så hon köpte en liten på 50 W. Tyvärr finns ingen el framdragen, så hon köpte därför en solcell med arean 0,25 kvadratmeter.
Räcker det för direktdrift av TV:n?
(Du har säkert läst i boken att solinstrålningen är c:a 1 kW/kvadratmeter, och de bästa solcellerna har en verkningsgrad på c:a 15 %.)

För att kunna titta på TV, när solen inte skiner (OS i Kina?) skaffade hon ett bilbatteri (egentligen en ackumulator!) på 12 V och med laddningskapaciteten 60 Ah (amperetimmar).
Hur länge kan TV:n drivas med ett fulladdat bilbatteri?
Hur många soltimmar tar det att ladda batteriet fullt?

Svar kommer förhoppningsvis att publiceras om c:a en vecka.

Tyckte ni att det var för svårt, så kommer så här i påsktider en liten äggstrauppgift:
Om det tar 5 minuter att koka 1 ägg, hur lång tid tar det då att koka 7 ägg?
Svaret får ni pröva er fram till!

Lycka till med praktiken!

Några kommentarer till utvärderingen efter period 2

1. Vad har fungera bra?
Ni verkar i stort sett vara mycket nöjda med lektionerna men föredrar all fysik i F5/F7 så att det kan bli mera experiment. Flera framhåller fredagslektionerna som höjdpunkter!
Ni verkar accetpera tempot, fast vi oftast går fort fram. Alternativet är att plocka ut vissa bitar och låta er läsa dem helt på egen hand. För jag tror inte det är bra att minska kursen totalt.
Laborationerna får genomgående högt betyg. Någon önskar mindre styrda laborationer. Det är i och för sig önskvärt, men tar vanligen lång tid i anspråk. Den traditionella "gymnasielabben" på c:a 90 min innebär att resultatet helst ska fram på den tiden. (På högskolan kan man ha längre tid i laboratoriet.)
Huvudsyftet med laborationerna är annars att träna mätningar av olika slag samt att tolka mätresultaten. (Att exempelvis verifiera Stefan-Boltzmanns strålningslag är egentligren onödigt. Den har stått sig bra i över 120 år. Men visst kan det vara "lite häftigt" att med hjälp av en glödlampa, två universalinstrument och lite matematik mäta sig fram till att strålningen verkligen är proportionell mot absoluta temperaturen upphöjt till 4. Eller hur?)

2. Vad kan förbättras?
Det verkar som om ni tycker att det som kan (och bör) förbättras mest är närvaron och aktiviteten från (vissa av) eleverna. Det är förvisso en helt korrekt iakttagelse. Man lär sig nästan alltid något väsentligt bara genom att vara närvarande (och uppmärksam) på en lektion! Erfarenhetsmässigt tar det mycket längre tid att lära sig motsvarande helt på egen hand (och längre tid ju mer studieovan man är!).
Så nästa skolperiod gäller: Vi ses på lektionerna! Väl förberedda, nyfikna och allmänt taggade! Eller hur?
Någon efterlyste mera hemuppgifter och sidhänvisningar. Det är helt riktigt. Jag är dålig på sån´t. Jag räknar kallt med att ni tycker lektionerna är så kul att ni kastar er över allt som har med ämnet att göra, när ni kommer hem, och att ni försöker lösa alla uppgifter ni hittar. Men OK, jag ska försöka skärpa mig.

3. Tankar om bloggen.
Bloggen får mycket bra betyg, som kanske kan sammanfattas med följande citat:
Håll bloggen vid liv!
Alla lärare borde ha en blogg.
Kanon!
Bra kommunikation med oss elever.

Man tackar och bugar. Ska försöka hålla den vid liv under er praktik också. Så att ni inte glömmer momentlagen och smältvärmet och Wiens förskjutningslag :-)
Vi ses på bloggen!

Laborationsredovisningen tisd 11 mars

På tisdag ska ni alltså kunna redogöra muntligt för hur laborationen "Stefan-Boltzmanns strålningslag" i tisdags utfördes. Praktiskt gör vi så att ni först får c:a 15 min att förbereda er, koppla upp datorer, ta fram ev. materiel, möjligen fixa en eller annan stordia etc.
Därefter får någon av grupperna i uppdrag att redovisa. De övriga grupperna fokuserar på att ställa frågor etc.
Troligen hinner vi därefter låta ytterligare någon grupp redovisa på samma sätt.
Efteråt summerar vi gemensamt "vad som gjorts bra" samt påpekar ev. saker "som kunde gjorts tydligare eller bättre på annat sätt".

Några hållpunkter för redovisningarna:
Planera så att alla i gruppen är aktiva på något sätt: berätta, visa etc.
Ni ska alltså låtsa att åhörarna inte gjort laborationen själva, vilket betyder att ni ska redogöra tydligt för hur ni utförde försöket (använd materiel, kopplingsschema etc.).
Tänk på att poängtera vad allt går ut på!
Presentera era mätvärden och hur ni tolkade dem (Excel)
Formulera tydligt vad ni kommit fram till.
Därefter informerar ni om Wiens förskjutningslag. Den undersökte ni alltså inte på laborationen, men jag demonstrerade innebörden av den på lektionen i fredags (och den finns ju i litteraturen).
Stefan-Boltzmanns strålningslag och Wiens förskjutningslag är de fysikaliska principer som styr hur "varma kroppar" sänder ut elektromagnetisk strålning.
Det är viktigt att förstå på vilket sätt. Vi kommer att syssla med mera "strålning" under skolperiod 3.
Lycka till med förberedelser och genomförande av redovisningarna.

Förhör nr 2

Ja, då var det klart.
Max-poängen var 15, och två av er lyckades pricka in det. Bra :-)
I övrigt är resultatet delat. Nästan hälften har över 10 p, och hälften har högst 5 p.
För er som skrivit pseudonymer kommer resultat här (bonuspoäng inom parentes)

Farmer 11 p (2)
Sean Willam 7 p (1)
Lorenzo 12 p (2)
Nr 4 15 p (3)
GG 13 p (2)
760 4 p (0)
The 0 4 p (0)
dollar 0 p (0)
krösussork 11 p (2)
Bruce campbell 13 p (2)
Timmy 15 p (3)
Oboy 13 p (2)
Thure Björkman 3 p (0)
Mattvävaren 5 p (0+)
Geniet 12 p (2)

Ja, hoppas jag råkat trycka på rätt tangenter nu!
Några kommentarer:

1. Oscilloskopbilden hade de flesta klarat, men alla borde haft 2 p på den
2. De flesta fick fram besparingen 500 kr/år, men det förekom en del räknefel hos några. Och antal drifttimmar på ett år får ni ju enklast som 365*8 i det här fallet.
3. Böjning = diffraktion, interferens = "samverkan..", brytning = refraktion, polarisering = svängning i ett plan. (Läs gärna utdelade papper noga)
4. Ni har fått 1 p för rätt våglängd (28 cm). Avståndet mellan resonanslägena blir då 14 cm. Observera att ljudhast är 340 m/s.
5. Löser ni det grafiskt bör ni göra ett stort tydligt diagram med vettiga skalor, annars går det ju inte att läsa av nått! Räknar man så blir inre resistansen 1,15 ohm (-lutningen) och maxxtrömmen 3,8 A.
6. Bra resultat pån denna uppgift. Vinkeln i 1:a ordn blir 19,7 grader, och någon tredje ordning finns inte (sin-värdet > 1).

Jag återkommer under helgen med lite anvisningar till lab-redovisningen på tisdag.

Ha en bra helg, och lycka till med alla tentorna nästa vecka!

Några tips i sista minuten

Förhoppningsvis har ni nu läget helt under kontroll.
Om ni har tänkt använda någon timma av kvällen för finslipning av formen så kommer här några tips:

• En oscilloskopbild brukar det ju alltid vara, så om ni inte har lärt er att tolka en sådan är det hög tid att ta itu med det nu!
• Energi och effekt är livsviktigt i er bransch, så det är bara att hålla reda på enheterna och räkna rätt!
• Det finns en del "främmande ord" och termer, inte minst inom vågrörelser och strålning. Om man inte vet vad som menas med dem, så kan man ju inte läsa informationstexter, bruksanvisningar etc. Alltså kan ni förvänta er en fråga på sådan "ordkunskap".
• Resonansfenomenet bygger som bekant på stående vågor. Vi har gjort en del experiment på temat: gummisnodd, vattenfyllt rör, svängande bladfjäder etc. För att kunna lösa problem i samband med stående vågor måste man ha full koll på hur det är med avståndet mellan närliggande "bukar" och "noder" etc.
• Det blir inte så mycket ren likström. Det har ni ju slitit med för Anders. Men kanske kan det där med emk, inre resistans och sådant vara bra att behärska :-)
• Och gitterekvationen är ju väldigt trevlig!
• Och alla elektromagnetiska vågor utbreder sig med "ljusets fart" 300000000 m/s. Det står på formelbladet.
• Ljudet går med bara 340 m/s. Det står också på formelbladet.
• Det blir sex uppgifter. Max 15 poäng. Jag försöker lägga ut resultaten på bloggen till lördag för dem som skriver pseudonym.
• Lycka till. Vi börjar 8.15 i sal E8 (samma som förra gången).