ARBETE VAD ÄR DET? - Mätningar och mätinstrument och hur de kan kombineras för att mäta storheter, till exempel fart, tryck och effekt.

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Storlek: px
Starta visningen från sidan:

Download "ARBETE VAD ÄR DET? - Mätningar och mätinstrument och hur de kan kombineras för att mäta storheter, till exempel fart, tryck och effekt."

Transkript

1 Inledning ARBETE VAD ÄR DET? När vi till vardags pratar om arbete är det en helt annan sak än begreppet arbete i fysikens värld. Ett lönearbete är t ex att arbeta som vaktpost utanför Buckingham Palace. Om samma måttstock som i fysiken skulle gälla vore inte vaktpostens uppgifter något arbete, åtminstone inte när han står still. Så om en fysiker fick bestämma skulle vaktposten få arbeta utan lön. Läroplanen Fysik Ur det centrala innehållet i fysik för åk 7-9: - Krafter, rörelser och rörelseförändringar i vardagliga situationer och hur kunskaper om detta kan användas, till exempel i frågor om trafiksäkerhet. - Mätningar och mätinstrument och hur de kan kombineras för att mäta storheter, till exempel fart, tryck och effekt. Ur kunskapskraven i fysik för åk 7-9: - Eleven kan genomföra undersökningar utifrån givna planeringar och även formulera enkla frågeställningar och planeringar som det går att arbeta systematiskt utifrån. - Eleven kan föra E/C/A underbyggda resonemang där företeelser i vardagslivet och samhället kopplas ihop med krafter, rörelser, hävarmar, ljus, ljud och elektricitet och visar då på E/C/A samband. Experimentet täcker det centrala innehållet som handlar om krafter och mätningar och mätinstrument. Begreppet arbete berörs och vad arbete innebär för en fysiker jämfört med hur vi använder det till vardags. Newtons arbete och lagar kan tas upp till diskussion och vad hans forskning har legat till grund för i samhället. Bakgrund För att skilja arbete i fysikens värld från det vi till vardags menar med arbete kallar vi det förstnämnda arbetet för mekaniskt arbete. Skillnaden mellan dessa båda är att mekaniskt arbete innebär att en kraft ska övervinnas för att det ska få kallas arbete. Till exempel är att lyfta en låda ett arbete eftersom en kraft, tyngdkraften, måste övervinnas för att jag ska kunna lyfta upp den. Ett annat kriterium är att lådan ska förflyttas i motsatt riktning jämfört

2 med tyngdkraften och det gör den när jag lyfter den. Mekaniskt arbete sker när en kraft övervinns och ett föremål förflyttas och föremålet ska dessutom förflyttas åt samma håll som kraften verkar. Det mekaniska arbetet går att räkna ut om kraften och sträckan är kända. Kraften är den som behövs för att förflytta föremålet och sträckan är det avstånd som föremålet förflyttas och genom att multiplicera dem får man arbetet. För att få rätt enhet på arbetet anges kraften i Newton och sträckan i meter. Enheten för arbete blir då Newtonmeter som förkortas Nm. En annan enhet för arbete är Joule (J) och 1 Nm = 1 J. Arbetet = Kraften Sträckan Ex. En hink med vatten väger 4 kg. a) Hinken hålls stilla i luften. Vilket arbete utför den som håller hinken? Arbetet = 40 N 0 m = 0 Nm. Inget arbete uträttas när hinken hålls still. b) Hinken står på golvet och lyfts 1 m upp i luften: Arbetet = 40 N 1 m = 40 Nm. Ett arbete på 40 Nm uträttas alltså när hinken lyfts upp. Det är alltså ett arbete att lyfta hinken uppåt 1 m men det är inget arbete att hålla den stilla 1 m upp i luften. Tänk dig att du lyfter upp lådan och då har du utfört ett arbete. Om du går iväg med lådan i famnen på samma höjd utför du inget arbete eftersom du inte övervinner någon kraft. Det har ingen betydelse hur långt du går. Men om du istället skulle släpa lådan på golvet istället för att bära den, skulle du då uträtta något arbete? Ja, det skulle du och anledningen är att underlaget skulle fungera som en motkraft mot dragkraften när du drar. Motkraften är en friktionskraft eftersom underlaget inte är jämnt kommer det att gripa tag i lådan och motverka den kraft du drar lådan med. Friktionskraften gör att du uträttar ett arbete när du drar lådan. Sensorn Med kraftsensorn mäts dragkraft och då behöver kroken vara monterad på ena sidan. Kraftmätaren klarar den maximala tyngden 50 N vilket motsvarar massan 5 kg. Innan användning nollställs sensorn i vertikalt läge med knappen Zero på framsidan. Syfte med experimentet Att förstå skillnaden mellan mekaniskt arbete och arbete i vardaglig betydelse. Att lära sig räkna ut det mekaniska arbetet från kraften och sträckan.

3 Begrepp att diskutera Arbete, Newtonmeter, Joule, kraft, sträcka Experiment Experimentet går ut på att undersöka vilket arbete som uträttas när föremål hålls stilla och när de lyfts uppåt. Lyft föremålen en bestämd sträcka rakt uppåt och jämför arbetet som krävs för att lyfta upp föremålen med att hålla dem stilla i luften. Utrustning Kraftsensor, AirLink, ipad med Sparkvue HD, diverse föremål som går att hänga på en krok och som väger max 5 kg, ev. våg. Utförande Häng ett föremål i taget på kraftsensorns krok, efter att eventuellt ha vägt det innan, och läs av kraften. Lyft föremålet en bestämd sträcka uppåt och läs av kraften på nytt. Räkna ut arbetet för att hålla föremålet i luften och arbetet för att lyfta det uppåt. MASSA (kg) FÖREMÅL KRAFT (N) STRÄCKA (m) I vila 0 I vila I vila I vila ARBETE (Nm) kraft sträcka Kommentar Lyft föremålet uppåt med mjuk rörelse. Lyfts den med en knyck kommer det att synas i resultatet som en tillfällig kraftökning. Det är inte nödvändigt att väga föremålet innan men det finns plats att fylla i massan i diagrammet om man samtidigt vill ta upp relationen mellan massa och tyngd. Variation Skala upp experimentet och lyft en matkasse istället. Dock inte tyngre än 5 kg.

4 Resultatet från två experiment I det första experimentet jämförs arbetet som krävs för att lyfta en liten ask med gem jämfört med att lyfta en keramikmugg. Asken med gem väger 68 g och muggen 236 g. Från början står föremålen på ett bord och då är kraften noll. När föremålen lyfts och får hänga fritt blir kraften för gem-asken ungefär 0,6 N och för muggen ungefär 2,1 N. Samma kraft krävs för att lyfta dem 1 dm uppåt och ur dessa data kan arbetet räknas ut. Arbetet att hålla dem stilla i luften är noll eftersom Arbete = Kraft Sträcka. Kraften för att lyfta asken med gem 0,1 m är ca 0,6 N. Arbetet = 0,6 N 0,1 m = 0,06 Nm. Kraften för att lyfta muggen 0,1 m är ca 2,1 N. Arbetet = 2,1 N 0,1 m = 0,2 Nm.

5 I det andra experimentet har ett paket tomater à 500 g använts. Först hålls paketet stilla men lyfts sakta uppåt efter knappt 3 s. Kraften är densamma oavsett om paketet hålls still eller lyfts precis som i exemplet med gemen och muggen. Arbetet för att hålla paktetet stilla = 4,6 N 0 m = 0 Nm Arbetet för att lyfta paketet 1 dm är 4,6 N 0,1 m = 0,46 Nm Det är alltså inget arbete att hålla något stilla i luften men när man lyfter det är det ett arbete. Fundera på 1. Vilka yrken är arbeten enligt fysiken? 2. Finns det mer eller mindre arbetslöshet i fysikens värld än i vår verklighet? 3. I diagrammet här nedanför åskådliggörs kraften som behövs för att lyfta en 200 grams vikt 1 dm upp i luften (blå linje) och dra den 1 dm (röd linje). Arbetet som behövs för att lyfta vikten uppåt är 2,0 N 0,1 m = 0,2 Nm. Vad är arbetet för att dra vikten på bordet?

6 Filmer från AV-Media Isaac Newton och gravitationen. Id: V2536. Ålder från 13 år. (Strömmande, DVD). I filmen förklaras, med hjälp av Newtons tre lagar, vad tyngdkraft är med fallande äpplen och upptäckten av hur det är möjligt att planeterna kan kretsa kring solen.

FRÅN MASSA TILL TYNGD

FRÅN MASSA TILL TYNGD FRÅN MASSA TILL TYNGD Inledning När vi till vardags pratar om vad något väger använder vi orden vikt och tyngd på likartat sätt. Tyngd associerar vi med tung och söker vi på ordet tyngd i en synonymordbok

Läs mer

Krafter märkbara men osynliga

Krafter märkbara men osynliga Krafter märkbara men osynliga Arbeta med hypotes och prövning Lärarhandledningen, uppgift 7, sida 231 (elevblad på sida 247), elevboken sida 70. Utvecklar förmåga Genomföra systematiska undersökningar

Läs mer

KRAFTER. Peter Gustavsson Per-Erik Austrell

KRAFTER. Peter Gustavsson Per-Erik Austrell KRATER Peter Gustavsson Per-Erik Austrell örord Denna skrift har tagits fram för att utgöra kurslitteratur i kursen Mekanik för Industri Design vid Lunds Tekniska Högskola. Skriften börjar med en introduktion

Läs mer

Hur länge kan du hålla andan?

Hur länge kan du hålla andan? Inledning Hur länge kan du hålla andan? Varför går det inte att hålla andan så länge som man skulle vilja? Varför går det inte att simma längre stunder under vatten utan snorkel? Vad är det som gör att

Läs mer

Resistansen i en tråd

Resistansen i en tråd Resistansen i en tråd Inledning Varför finns det trådar av koppar inuti sladdar? Går det inte lika bra med någon annan tråd? Bakgrund Resistans är detsamma som motstånd och alla material har resistans,

Läs mer

10. Relativitetsteori Tid och Längd

10. Relativitetsteori Tid och Längd Relativa mätningar Allting är relativt är ett välbekant begrepp. I synnerhet gäller detta när vi gör mätningar av olika slag. Många mätningar består ju i att man jämför med någonting. Temperatur är en

Läs mer

Krafter. Jordens dragningskraft, tyngdkraften. Fallrörelse

Krafter. Jordens dragningskraft, tyngdkraften. Fallrörelse Krafter 1 Krafter...2 Jordens dragningskraft, tyngdkraften...2 Fallrörelse...2 Repetera lutande plan...3 Friktion...6 Tröghet...7 Tröghet och massa...8 Tyngdpunkt...8 Ta reda på tyngdpunkten för en oregelbunden

Läs mer

Far och flyg Bygg ett glidflygplan Ingenjörsområde: Aerodynamik, krafter och material Läromedel för elever 9-12 år

Far och flyg Bygg ett glidflygplan Ingenjörsområde: Aerodynamik, krafter och material Läromedel för elever 9-12 år Far och flyg Bygg ett glidflygplan Ingenjörsområde: Aerodynamik, krafter och material Läromedel för elever 9-12 år 1 Introduktion Detta är ett av tio undervisningsmaterial i projektet ENGINEERsom är utvecklade

Läs mer

Kvalitetsgranskning Rapport 2012:4. Min blev blå! - Men varför då?... En kvalitetsgranskning av undervisningen i no i grundskolan årskurs 1-3

Kvalitetsgranskning Rapport 2012:4. Min blev blå! - Men varför då?... En kvalitetsgranskning av undervisningen i no i grundskolan årskurs 1-3 Kvalitetsgranskning Rapport 2012:4 Min blev blå! - Men varför då?... En kvalitetsgranskning av undervisningen i no i grundskolan årskurs 1-3 Skolinspektionens rapport 2012:4 Diarienummer 400-2011:1842

Läs mer

Rapport om förstudien inför utställningen Kan själv!

Rapport om förstudien inför utställningen Kan själv! Rapport om förstudien inför utställningen Kan själv! en kulturhistorisk upplevelse för de allra minsta Ida Lagnander Kan själv! ska bli en utställning som bygger på de kulturhistoriska samlingarna i Kulturlagret

Läs mer

TITEL. Johannes Hedberggymnasiet. Laborantens namn: Medlaboranters namn: Klass: Skola: Påbörjad: Inlämnad:

TITEL. Johannes Hedberggymnasiet. Laborantens namn: Medlaboranters namn: Klass: Skola: Påbörjad: Inlämnad: Johannes Hedberggymnasiet Ha gärna med skolans namn högst upp i vänstra hörnet, det ger framsidan lite guldkant Johannes Hedbergloggan är väldigt snygg att ha uppe i hörnet. Kopiera gärna denna. TITEL

Läs mer

Äp9Bi 2013. Innehåll... Sid nr

Äp9Bi 2013. Innehåll... Sid nr Innehåll... Sid nr Inledning... 2 Bedömningsanvisning Delprov A... 4 Bedömningsanvisning Delprov B... 20 Kopieringsunderlag för resultatsammanställning... 24 Innehållsmatris... 25 Bedömningsmatris... 26

Läs mer

ATT ANVÄNDA SPRÅK FÖR ATT LÄRA SIG OCH ATT LÄRA SIG ANVÄNDA SPRÅK

ATT ANVÄNDA SPRÅK FÖR ATT LÄRA SIG OCH ATT LÄRA SIG ANVÄNDA SPRÅK ATT ANVÄNDA SPRÅK FÖR ATT LÄRA SIG OCH ATT LÄRA SIG ANVÄNDA SPRÅK Liisa Suopanki Carin Söderberg Margaretha Biddle Framtiden är inte något som bara händer till en del danas och formges den genom våra handlingar

Läs mer

Talmönster och algebra. TA

Talmönster och algebra. TA Talmönster och algebra. TA Diagnoserna i området avser att kartlägga om eleverna kan upptäcka talmönster samt på olika sätt bearbeta algebraiska uttryck och ekvationer. Förståelse av koordinatsystem och

Läs mer

Möjlighet att leva som andra

Möjlighet att leva som andra Möjlighet att leva som andra Lättläst sammanfattning Slutbetänkande av LSS-kommittén Stockholm 2008 SOU 2008:77 Det här är en lättläst sammanfattning av en utredning om LSS och personlig assistans som

Läs mer

Vad är naturvetenskap?

Vad är naturvetenskap? Av Ludvig Wellander Vad är naturvetenskap? Naturvetenskap är vetenskapen om naturen. Naturvetenskap är egentligen ett samlingsnamn för flera naturvetenskaper. Dessa är (enligt den klassiska indelningen):

Läs mer

STUDIEN DU OCH SAMHÄLLET

STUDIEN DU OCH SAMHÄLLET 2014 STUDIEN DU OCH SAMHÄLLET NYHETSBREV TILL FÖRÄLDRAR OCH LÄRARE I ÖREBRO Youth & Society -YeS Örebro universitet Studien Du och samhället Du och samhället är en studie där utvecklingspsykologer, medievetare

Läs mer

TILL DIG SOM AR LARARE!

TILL DIG SOM AR LARARE! .... TILL DIG SOM AR LARARE! 1 .. VALKOMMEN! Det här är en lärarhandledning till Pernilla Stalfelts bok Vem är du? En bok om tolerans. Den är tänkt att vara ett inspirerande verktyg för dig som vill arbeta

Läs mer

7. Inre energi, termodynamikens huvudsatser

7. Inre energi, termodynamikens huvudsatser 7. Inre energi, termodynamikens huvudsatser Sedan 1800 talet har man forskat i hur energi kan överföras och omvandlas så effektivt som möjligt. Denna forskning har resulterat i ett antal begrepp som bör

Läs mer

Vikt och volym. Kapitel 4 Vikt och volym

Vikt och volym. Kapitel 4 Vikt och volym Vikt och volym Kapitel 4 Vikt och volym I kapitlet får eleverna arbeta med vikt och volym. Avsnittet om volym tar upp enheterna liter, deciliter och centiliter. Avsnittet om vikt tar upp enheterna kilogram,

Läs mer

ATT UNDERVISA MULTIPLIKATION OCH DIVISION MED 10, 100 OCH 1000

ATT UNDERVISA MULTIPLIKATION OCH DIVISION MED 10, 100 OCH 1000 EN UTVECKLINGSARTIKEL PUBLICERAD FÖR PEDAGOG STOCKHOLM ATT UNDERVISA MULTIPLIKATION OCH DIVISION MED 10, 100 OCH LEARNING STUDY I PRAKTIKEN Författare: Tina Edner E-post: tina.edner@stockholm.se Skola:

Läs mer

Guide. Till arbete med klimat och energi. För grundskolan, årskurs 1 6. Håll Sverige Rents skolprojekt delfinansieras av EU:s fond LIFE+

Guide. Till arbete med klimat och energi. För grundskolan, årskurs 1 6. Håll Sverige Rents skolprojekt delfinansieras av EU:s fond LIFE+ Guide Till arbete med klimat och energi För grundskolan, årskurs 1 6 Håll Sverige Rents skolprojekt delfinansieras av EU:s fond LIFE+ Materialet har tagits fram med i samarbete med Energimyndigheten Innehåll

Läs mer

Tid vad är det? Clas Blomberg. Teoretisk fysik KTH

Tid vad är det? Clas Blomberg. Teoretisk fysik KTH Tid vad är det? Clas Blomberg Teoretisk fysik KTH Det finns här i världen en stor och ändå mycket vardaglig hemlighet. Alla människor har del i den, alla känner till den, men mycket få tänker någonsin

Läs mer

Vad händer efter klick? Av Eva Bertilsson och Emelie Johnson Vegh, publicerad i Canis 2004

Vad händer efter klick? Av Eva Bertilsson och Emelie Johnson Vegh, publicerad i Canis 2004 Vad händer efter klick? Av Eva Bertilsson och Emelie Johnson Vegh, publicerad i Canis 2004 För den klickerkloka hunden betyder klick som bekant två saker. För det första talar klicket om att belöning är

Läs mer

1. En scout söker sin tro och respekterar andras

1. En scout söker sin tro och respekterar andras 1. En scout söker sin tro och respekterar andras Ett frågetecken - Vad är skillnaden på att tro och att veta? Ta en sekund till att fundera på skillnaden mellan tro och vetande. Rita upp en linje på marken.

Läs mer

Grundläggande simning

Grundläggande simning Grundläggande simning En del av charmen med simning är den variation den erbjuder. I alla fyra simsätten gäller det att driva sig själv genom vattnet så effektivt som möjligt. Då är det inte överraskande

Läs mer

Förskoledidaktik med fokus på naturvetenskap och teknik

Förskoledidaktik med fokus på naturvetenskap och teknik Verksamheten ska utgå från barnens erfarenhetsvärld, intressen, motivation och drivkraft att söka kunskaper. Barn söker och erövrar kunskap genom lek, socialt samspel, utforskande och skapande, men också

Läs mer

Frågor och svar om arbetad tid och blanketten Tidsredovisning (FK 3059)

Frågor och svar om arbetad tid och blanketten Tidsredovisning (FK 3059) 1 Frågor och svar om arbetad tid och blanketten Tidsredovisning (FK 3059) Publicerat första gången 2014-08-28 Ändringar och tillägg 2014-10-07 Arbetsgivare/uppdragsgivare 1. Är det någon skillnad mellan

Läs mer

Så ska det låta Designa och gör stränginstrument Akustik Ljud Läromedel för elever 9-12 år

Så ska det låta Designa och gör stränginstrument Akustik Ljud Läromedel för elever 9-12 år Så ska det låta Designa och gör stränginstrument Akustik Ljud Läromedel för elever 9-12 år Introduktion Detta är ett av tio undervisningsmaterial i ENGINEER projektet som är utvecklade för att stödja teknik

Läs mer