Fredagen den 27 februari

Först en liten tillbakablick på onsdagens aktiviteter:
Vi konstaterade att elektriska och magnetiska fenomen "hänger ihop".
Elektriska laddningar i rörelse (ström) skapar magnetfält. Styrkan hos ett magnetfält anges av storheten magnetisk flödestäthet, vanligen betecknad med B. SI-enheten är tesla (T).
Det finns formler för hur man beräknar den magnetiska flödestätheten

• utanför en strömgenomfluten ledare,
• i centrum av en platt spole,
• i centrum av en långsträckt spole.

(Se kompendiet).

När en strömgenomfluten ledare befinner sig i ett yttre magnetfält påverkas ledaren av en kraft. (F = B I l )
Även laddade partiklar (ofta elektroner) påverkas av krafter när de rör sig i ett magnetfält. (F = B Q v )
Under vissa betingelser kan denna kraft på partikeln fungera som centripetalkraft och alltså åstadkomma att partikeln rör sig i en cirkel.

När ett magnetfält ändras uppkommer en ström i en närbelägen sluten strömkrets. Sådana strömmar kallas inducerade strömmar.

På fredag tittar vi inledningsvis på några fenomen som vi inte hann med i onsdags. Sedan blir det problemlösning:

1.
Beräkna den magnetiska flödestätheten 15 cm ifrån en lång rak ledare som genomflyts av strömmen 8,5 A.
2.
Beräkna den magnetiska flödestätheten i centrum av en 15 cm lång spole med 1600 varv om strömmen genom spolen är 1,3 A.
3.
Beräkna den magnetiska flödestätheten i centrum av en platt spole med diametern 15 cm och 6 varv om strömmen genom spolen är 8,5 A.
4.
Vilken ström krävs genom en 12 cm lång spole med 800 varv för att den magnetiska flödestätheten i centrum av spolen ska bli 17 mT?
5.
Beräkna den magnetiska flödestätheten i centrum av en 15 cm lång spole med 600 varv och diametern 1,5 cm om strömmen genom spolen är 1,3 A.
6.
Vilken kraft verkar på en 4,0 cm lång ledare som befinner sig vinkelrätt mot ett magnetfält med flödestätheten 17 mT, om strömmen genom ledaren är 4,5 A?
7.
Vilken kraft verkar på en elektron som rör sig vinkelrätt mot ett magnetfält med flödestätheten 17 mT? Antag att elektronens fart är 31 Mm/s.
8.
Vilken fart får en elektron som accelereras av spänningen 240 V? (Ledning: Elektriska energin QU = elektronens rörelseenergi)
9.
Vilken kraft verkar på en elektron som rör sig vinkelrätt mot ett magnetfält med flödestätheten 17 mT, om elektronen accelerareats av spänningen 180 V?
10.
Antag att magnetfältet i uppgift 7 har tillräckligt stor utbredning för att elektronen ska kunna röra sig i en cirkelbana. Vilken blir i så fall radien i elektronens cirkelbana?

Fredagen den 20 februari

Vi ägnar några minuter åt att titta tillbaka på onsdagens aktiviteter. Frågor? Vi räknar och mäter på någon serie- och parallellkoppling. Vi bekantar oss också med begreppen emk och inre resistans för element ("batteri"). Därefter blir det handledd problemlösning. Till att börja med kan ni försöka med de här. Jag försöker fylla på med flera under torsdagen.

1.
Hur stark ström går genom en vanlig volframlampa märkt 230 V 60 W när den är normalt inkopplad?
2.
Vilken resistans har lampan i uppgift 1 när den är normalt inkopplad?
3.
Lampan i uppgift 1 visade sig ha en resistans på 56 ohm när den befann sig utomhus och temperaturen var 0 grader C. Vilken temperatur har glödtråden när lampan lyser normalt?
4.
Vilken resistans har en 500 m lång koppartråd med tvärsnittet 1,5 mm2?
5.
Hur stor blir spänningen över den 500 m långa tråden i uppgift 4 om strömmen 15 A flyter genom tråden?
6.
Vilken diameter skulle tråden i uppgift 5 haft om spänningen skulle blivit 30 V vid 15 A?
7.
Tre resistorer med resistanserna 12 ohm , 36 ohm och 22 ohm seriekopplas och ansluts till spänningen 35 V. Vilken ström flyter i kretsen?
8.
Hur stor är spänningen över 12 ohms-resistorn i uppgift 7?
9.
Vilken ström flyter genom 12 ohms-resistorn om en resistor med resistansen 70 ohm kopplas parallellt med de tre resistorerna i uppgift 7?
10.
Vilken ström flyter genom 12 ohms-resistorn i uppgift 7 om resistorn med resistansen 70 ohm enbart parallellkopplas med 12 ohms-resistorn och spänningen ej ändras?

Vecka 8 och 9

Onsdagen den 18 febr börjar vi alltså med ellära. Det blir grunderna för likström, dvs. laddning, ström, spänning, resistans, resistivitet, temperaturkoefficient, serie- och parallellkoppling, effekt och energi samt mätningar med universalinstrument.
Kompendiet innehåller ett ganska heltäckand (men kortfattat) avsnitt. Läs gärna igenom i förväg.
Vid laborationstillfället på eftermiddagen behöver ni datorerna.

Onsdagen därpå, den 25 febr behandlar vi elektromagnetiska fenomen. Till dess bör ni ha skaffat B-kursboken.

Svar till uppgifterna fred 13/2

Svar till uppgifterna fred 13/2

1. 1,25 m/s²?
2. 250 m
3. 12,5 m/s²?
4. 1350 m
5. 1,28 s
6. 12,5 m/s
7. 15 N
8. 25000 kgm/s resp. 312,5 kJ
9. 30000 kgm/s resp. 300 kJ
10. 35 s
11. 4 m/s²?
12 a) C:a 70 m/s
12 b) C:a 30 s.

Fredagen den 13 februari

Vi kommer huvudsakligen att träna på att lösa rörelseproblem. Här är några att börja med:

1.
En bil ökar farten från noll till 90 km/h på 20 s. Beräkna medelaccelerationen!
2.
Hur lång sträcka har bilen i uppgift 1 kört när farten kommit upp till 90 km/h?
3.
En bil bromsas från 36 km/h till noll på 4 m. Bestäm medelretardationen!
4.
Ett tåg ökar farten från 72 km/h till 90 km/h på 1 minut. Hur lång sträcka färdas tåget under accelerationen?
5.
Hur lång tid tar det för en sten att falla 8 m från vila?
6.
Vilken är stenens hastighet efter fallet på 8 m?
7.
Vilken resulterande kraft krävs för att ge massan 10 kg accelerationen 1,5 m/s²?
8.
Hur stor rörelsemängd respektive rörelseenergi har en bil med massan 1000 kg och farten 90 km/h?
9.
Hur stor rörelsemängd respektive rörelseenergi har en bil med massan 1500 kg och farten 72 km/h?
10.
Hur länge måste den resulterande kraften 60 N verka på massan 300 kg för att ändra hastigheten från 3 m/s till 10 m/s?
11.
En bil bromsas från 72 km/h till noll på 50 m. Beräkna medelretardationen!
12.
En horisontell dragkraft på 25 N verkar under 5 s på en kloss med massan 1,5 kg som befinner sig på ett horisontellt underlag. Friktionstalet är 0,25.
a) Vilken hastighet får klossen efter de fem sekunderna?
b) Hur lång tid tar det sedan innan klossen stannar?

Planering skolperiod 2

Onsd 11 febr fm.
Fortsättning på kraft och rörelse
Impuls och rörelsemängd, kompendiet avsnitt 22.
Onsd 11 febr em. Laboration.
Stötförsök. Anvisningar ges vid laborationstillfället. Medtag dator
Fred 13 febr.
Beräkningar.
Onsd 18 febr fm.
Likström. kompendiet avsnitt 23.
Onsd 18 febr em. Laboration.
Resistans, resistivitet. Anvisningar ges vid laborationstillfället. Medtag dator
Fred 20 febr.
Beräkningar.
Onsd 25 febr fm.
Elektromagnetism, Induktion kompendiet avsnitt 24, 25, 26.
Onsd 25 febr em. Laboration.
Oscilloskopet. kompendiet lab 25:1
Fred 27 febr.
Beräkningar.
Onsd 4 mars fm.
Svängningar, vågor, akustik. kompendiet avsnitt 27, 28, 29.
Onsd 4 mars em. Laboration.
Interferens, stående vågor. kompendiet lab 28:1 och 28:2
Fred 6 mars.
Beräkningar.
Onsd 11 mars fm.
Test nr 2 (40 min)
Därefter: Elektromagnetisk strålning, kompendiet avsnitt 30
Onsd 11 mars em. Laboration.
Stefan-Boltzmanns strålningslag. Anvisningar ges vid laborationstillfället. Medtag dator

Resultat av test nr 1 den 4/2-09

Hmm, inte var det mycket att hurra för :-(
Vi kommer att gå igenom uppgifterna i detalj på fredag. Det behövs.
Svaren är:

1. 0,065 kubikmeter, 828000000 J, 18 m/s, 5400 kg/kubikmeter (väldigt många missade den sista omvandlingen)
2. ledning, strålning, strömning eller konvektion (glöm aldrig det!)
3. 240 N (uselt resultat på denna uppgift)
4. 530 W (jag sa nog 260 W efter lektionen, Effekten är arbetet (mgh) delat med tiden (30 s). Varför krångla till det?)
5. 244 kWh (ganska många klarade detta problem)

För dem som lämnat pseudonym blev resultatet:

• James T Kirr: 4 p > 0 bonus
• Sarh (svårläst handstil!): 3 p > 0 bonus
• Kalasklas: 4 p > 0 bonus
• Draken: 6 p > 0+ bonus
• Stormärta: 5 p > 0 bonus
• AJ: 8 p > 1 bonus
• Bob: 7 p > 1 bonus

Detta var de enda bonuspoängen! Så det blir att ta nya tag! Medelvärdet var 3,9 poäng, och typvärdet (vanligast förekommande värde) var 2 poäng.

Vi ses på fredag!