Fysik 4–6 by Nationalencyklopedin

Fysik 4 –6

NE Nationalencyklopedin AB Ångbåtsbron 1, 211 20 Malmö redaktionen@ne.se www.ne.se © NE Nationalencyklopedin AB 2024 Författare: Jesper Sörensson och Johan Warell Läromedelsutvecklare: Jesper Sörensson Redaktör: Johan Warell Bildredaktör: Martina Eriksson Illustratör: Elin Jonsson Infografik: Erik Nylund Grafisk formgivare: Jens Klaive Grafisk produktion: Arvid Gruvö Wärle och Ellen Rönn Detta verk är skyddat av upphovsrättslagen. Kopiering, utöver lärares och studenters begränsade rätt att kopiera för undervisningsändamål enligt Bonus Copyright Access kopieringsavtal, är förbjuden. För information om avtalet hänvisas till utbildningsanordnarens huvudman, t.ex. kommun, eller Bonus Copyright Access. De flesta skolor och högskolor har avtal med Bonus Copyright Access och har därigenom viss kopieringsrätt. Det är lärarens skyldighet att kontrollera att skolan har ett giltigt kopieringsavtal med Bonus Copyright Access. Den som bryter mot lagen om upphovsrätt kan åtalas av allmän åklagare och dömas till böter och fängelse i upp till två år samt bli skyldig att erlägga ersättning till rättsinnehavaren. MIX

Papper från ansvarsfulla källor

FSC ® C129413

Tryckt hos Print Best i Estland Första upplagan, första tryckningen ISBN 978-91-88423-86-3

Innehåll

1. Vad är fysik? Att förklara världen omkring oss Fysikerns verktygslåda Fysik i tid och rum Mätningar och mätinstrument

7 9 15 27 37

2. Ljud och ljus Vad är ljud? Musik och buller Vad är ljus? Färger

51 53 63 69 77

3. Energi och miljö Vad är energi? Värme Energikällor och hållbar utveckling

88 91 101 111

4. Vädret på jorden Vad menas med väder? Att observera vädret Växthuseffekten och framtidens klimat

120 123 137 149

5. Elektricitet Elektriska laddningar Ström och spänning Elektriska kopplingar

156 159 167 177

6. Kraft och rörelse Krafter Rörelser Hastighet och acceleration

186 189 203 211

7. Rymden omkring oss Stjärnhimlen Jordens rörelser under året Månen och dess faser Våra grannar i solsystemet

216 219 227 237 245

258 261

Förord

Fysik är allt som finns runt omkring oss. Fysik handlar om hur naturen och universum fungerar, vad de består av och hur de är uppbyggda. Det handlar också om hur kunskapen om fysiken gradvis växer fram genom teorier och experiment och genom att ifrågasätta gamla sanningar. Allt bättre kunskap gör att vi kan sätta saker i ett sammanhang och påverka vårt dagliga liv och teknikens och samhällets utveckling. I den här boken får du lära dig hur du gör mätningar och observationer för att undersöka hur omvärlden ser ut och fungerar. Du lär dig hur fysiken kan användas för att lösa de utmaningar som vi har i samhället, som att begränsa klimatförändringens effekter och skapa en fossilfri och hållbar framtid.

Redaktionen, NE

Kapitel 1 Vad är fysik?

Bilden: Regnbågen bildas när solljuset bryts i små vattendroppar. I regnbågen har solens vita ljus delats upp i ett spektrum av vackra färger.

Att förklara världen omkring oss Fysik handlar om att förstå vår omvärld. Vad är det vi ser och varför är det så? Med observationer och experiment kan vi undersöka hur naturen fungerar, och med hjälp av matematiken kan vi räkna ut varför. Med dessa kunskaper kan vi förstå vår plats i universum, förändra världen omkring oss och utveckla teknik som inte fanns tidigare.

Ord och begrepp Artificiell intelligens (AI) är konstgjord intelligens i form av datorsystem som försöker ”härma” den mänskliga hjärnan. Fysik är vetenskapen om universums beståndsdelar och hur de utvecklas och samverkar, från det allra minsta till det allra största. Matematik är vetenskapen om tal, deras egenskaper och förhållandena mellan dem. Modell är en förenklad beskrivning av något som är komplicerat.

Programmering är när man skriver instruktioner som en dator ska utföra, till exempel för att göra matematiska beräkningar. Simulering är en modell som används för att förklara eller undersöka hur verkligheten fungerar, till exempel i datorn. Teknik handlar om de metoder och verktyg som används för att konstruera och bygga saker och ting.

Naturvetenskap är de vetenskaper som studerar naturen, dess delar och hur den fungerar, som fysik, astronomi, kemi och biologi.

NE FYSIK 4–6 1. VAD ÄR FYSIK?

Hur kommer det sig att det regnar? Och varför faller regndropparna nedåt?

Att fundera och ställa frågor Titta dig omkring. Ser du något som är fysik? Det gör du säkert! Ljuset från lampan, värmen från elementet, reflexerna i glasrutan, himlens blå färg, vågorna på vattenytan, bilen som kör förbi och det snurrande vindkraftverket i fjärran – allt handlar om fysik. Fysiken finns runt omkring oss hela tiden. Den påverkar och styr vår vardag, antingen vi tänker på det eller inte. Fysiken bestämmer vad vi kan och inte kan göra. Men vi kan också använda fysiken för att förbättra vår vardag och ändra det sätt vi lever på. Fysik handlar om att fundera och ställa frågor. Varför ser det ut så här? Varför fungerar det så? Varför faller vattendropparna nedåt? Varför är himlen svart på natten? Vissa frågor är små och enkla, vissa känns djupa och oändligt svåra. En del frågor får vi kanske aldrig svar på. Med teknikens hjälp kan vi bygga instrument, apparater och maskiner som hjälper oss att utforska naturen och förstå den bättre. Tekniken hjälper oss också att upptäcka och mäta det som vi inte visste fanns. Naturvetenskapen och tekniken hänger ihop. De utvecklas i takt med varandra och tillsammans driver de vår kunskap om naturen framåt. 10

NE FYSIK 4–6 1. VAD ÄR FYSIK?

Matematik är fysikens språk När du löser matteuppgifter kan det vara svårt att tänka sig att det mesta i världen kan förklaras med hjälp av matematik. Men så är det faktiskt. Matematik är fysikens språk. Du har säkert någon gång spelat datorspel som Minecraft, Roblox eller FIFA. Det som de alla har gemensamt är att de fungerar som verkligheten. Det beror på att man kan simulera världen i datorn med hjälp av enkel fysik och matematik. Du kommer inte att lära dig hur matematik och fysik hänger samman förrän senare under din skolgång. Men om du är intresserad av spelprogrammering har du säkert redan använt mycket matematik och fysik, även om du inte har tänkt på det.

Tiden går långsammare vid dina fötter än vid ditt huvud. Tiden går också långsammare för en astronaut i rymden än för dig som står på jorden. Detta kunde Albert Einstein beräkna med hjälp av matematik för över hundra år sedan.

I en berg- och dalbana blir fysiken tydlig. Farten varierar, man accelerar i nedförsbackarna och det svänger snabbt. I kurvorna trycks man åt olika håll på grund av krafterna.

NE FYSIK 4–6 1. VAD ÄR FYSIK?

Verkligheten kan beskrivas med matematik Fysikens språk är matematik. Matematiken gör att man kan programmera en dator så att den kan räkna ut vad som skulle ha hänt om man gjorde samma sak i verkligheten. Matematiken används till exempel när man ska göra simuleringar. Simuleringar är modeller som är mer eller mindre verklighetstrogna och används i till exempel datorspel. Vissa saker kan man simulera väldigt exakt, som hur ljuset från en lampa reflekteras i ett dricksglas. Andra saker är mycket svåra att simulera, som vädret. Bilder skapade med artificiell intelligens (AI) använder matematik för att skapa verklighetstrogna bilder som inte finns verkligheten. Du har Pojken du ser i bilden finns inte. kanske testat att använda Ansiktet har skapats med AI AI-verktyg för grafik som DALL-E och bygger på att verkligheten eller Midjourney själv? kan beskrivas med matematik.

Sammanfattning @ Fysiken bestämmer hur

allt i universum beter sig och samverkar. @ Naturvetenskapen och

tekniken utvecklas i takt med varandra och driver tillsammans vår kunskap om naturen framåt.

@ Med matematik kan man

beskriva fysikens lagar och förutsäga vad som kan hända. @ Simuleringar är experiment

eller datormodeller som beskriver verkligheten, ofta på ett förenklat sätt.

NE FYSIK 4–6 1. VAD ÄR FYSIK?

KAPITEL 1

Vad är fysik? Att förklara världen omkring oss Instuderingsuppgifter 1. Beskriv tre saker runt omkring dig som är fysik. 2. Varför är fysik viktigt i vår vardag? Ge exempel på situationer där fysikens lagar påverkar oss. 3. Hur kan teknik och datorer användas för att förbättra vår förståelse av världen? Ge exempel på hur teknik och datorer används inom fysiken.

2. Fysiksaker Titta runt i klassrummet. Försök att hitta fem saker som är fysik. Finns det något i klassrummet som inte är fysik? 3. Fysik och teknik Finns det några tekniska föremål i klassrummet som utnyttjar fysik eller bygger på fysik? Försök att hitta tre sådana föremål. 4. Sjunka eller flyta

4. På vilket sätt används kunskaper om fysik i datorspel?

Undersök vad som påverkar densiteten. Du behöver:

5. Varför sägs det att ”matematik är fysikens språk”? Ge ett exempel på hur matematik används i fysiken.

– en aluminiumburk med sockerfri läsk – en aluminiumburk med vanligt socker i läsken – en stor och djup skål – varmvatten.

6. Vad är en simulering och på vilket sätt är de användbara inom naturvetenskapen? Ge ett exempel på en typ av simulering.

Aktiviteter 1. Fysikfrågor Skriv ner några frågor om världen som du har funderat över, till exempel “Varför snöar det?” eller “Hur långt når ljusstrålen från ficklampan?” Diskutera frågorna i klassen och försök ta reda på svaren.

NE FYSIK 4–6 1. VAD ÄR FYSIK?

a. Fyll skålen med vatten så att burkarna får plats utan att det rinner över. b. Lägg burkarna i vattnet och observera vad som händer. c. Flyter eller sjunker burkarna? d. Om det är någon skillnad, vilken av burkarna flyter och vilken sjunker? e. Försök förklara vad som händer.

Bilden: Med instrument av olika slag kan fysikern studera naturen och universum. För att se saker på avstånd använder man till exempel en kikare eller ett teleskop.

Fysikerns verktygslåda Är du ute på upptäcktsfärd ibland? Fysikern använder en mängd olika verktyg och instrument för att undersöka naturen, som vågar, linjaler, mikroskop och teleskop. Med hjälp av observationer och mätningar kan man undersöka fenomen och dra slutsatser om dem, som man presenterar i en rapport.

Ord och begrepp Enhet används för att beskriva hur stor en storhet är. Till exempel är meter en enhet för längd.

Mätning är när man samlar data om ett fenomen eller föremål, till exempel genom att läsa av ett instrument.

Experiment är en vetenskaplig undersökning som man gör under kontrollerade former, ofta i laboratoriet.

Observation är när man undersöker något, ofta på avstånd.

Instrument är ett verktyg för att mäta eller undersöka något.

Storhet är något som kan mätas, till exempel längd, massa och tid.

Laboration är en systematisk undersökning där man dokumenterar sina iakttagelser noggrant.

NE FYSIK 4–6 1. VAD ÄR FYSIK?

Hur fungerar ett plasma? Även om man inte förstår ett fenomen kan man undersöka det. Så arbetar fysikern.

Att undersöka verkligheten För att ta reda på hur världen fungerar kan man använda många olika metoder. Om du har riktigt små syskon vet du att en bebis utforskar världen genom att testa olika saker. Kanske plockar bebisen upp en skallra och försöker bilda sig en uppfattning om den: – Hur känns den? – Hur luktar och smakar den? – Vad händer om man skakar på den? – Vad händer om man kastar den i huvudet på mamma eller pappa? Det bebisen gör handlar om att undersöka verkligheten för att förstå den bättre. 16

NE FYSIK 4–6 1. VAD ÄR FYSIK?

Att undersöka verkligheten på ett metodiskt sätt Inom naturvetenskap och fysik gör man ungefär samma sak som en bebis, men lite mer metodiskt. Så här kan en vanlig fysiklaboration se ut: – Man undrar över något: ”Vem cyklar snabbast i klassen?” – Man mäter eller experimenterar: ”Vi mäter tiden det tar att cykla över skolgården.” – Man funderar över resultatet: ”Men våra cykelhjul är ju olika stora ...” – Man drar en slutsats: ”Baserat på våra mätningar ser vi att Anna är snabbast.” Fysik handlar alltså om att ställa frågor om verkligheten och att undersöka den på ett metodiskt sätt. Ibland kan man göra experiment och mätningar i laboratoriet – som mikrobiologen som studerar växande celler. Men ibland kan man inte ta hem det man vill mäta utan måste göra observationer ute i naturen i stället – som geologen eller astronomen.

Den svenska simstjärnan Sarah Sjöström har tagit flest individuella VM-medaljer i simning. Tiden mäts med en noggrannhet av en hundradels sekund. NE FYSIK 4–6 1. VAD ÄR FYSIK?

Den vetenskapliga metoden

Den grekiske filosofen Aristoteles observerade och skrev ner hur han trodde att naturen fungerade, vilket ofta blev fel. Först 2 000 år senare började man använda den vetenskapliga metoden, vilket blev ett stort framsteg för fysiken.

Kunskapen om naturen och fysiken uppstår inte av sig själv. För att förklara något man ser eller upplever behöver man ställa frågor, undersöka och dra slutsatser. Att göra noggranna mätningar av ett fenomen, dokumentera informationen, göra en analys och presentera resultatet är delar i den vetenskapliga metoden. Genom den vetenskapliga metoden baserar man sina slutsatser på den kunskap man redan har och undviker därför att dra felaktiga slutsatser. Man kan ha en teori om hur något fungerar som man förbättrar med nya observationer eller experiment. Men teorin är aldrig riktigt färdig. När som helst kan ny kunskap förändra den eller till och med visa att den är felaktig.

Fysikerns redskap Fysiken handlar mycket om att mäta saker. När du laborerar kan du använda olika slags instrument, till exempel: – ett tidtagarur för att mäta tid – en linjal eller ett måttband för att mäta längd – en våg för att mäta massa – en termometer för att mäta temperatur.

Att mäta saker i fysik kan göras på många sätt. Vissa mätinstrument har du säkert använt. Du kan använda en mobiltelefon eller ett enkelt tidtagarur för att mäta tid. 18

NE FYSIK 4–6 1. VAD ÄR FYSIK?

ITER är ett exempel på en avancerad apparat. Det är ett stort internationellt forskningsprojekt för att undersöka hur man kan utvinna energi ur fusion, samma process som får solen att lysa. Långt ner till höger ses en människa som storleksjämförelse.

En fysiker kan behöva mycket mer avancerade apparater. Många av apparaterna mäter just tid, längd, massa och temperatur (fast mycket noggrannare än du kan göra i skolan). Andra instrument kan mäta magnetfält, ljusintensitet eller radioaktiv strålning. Det viktigaste i fysiken är inte mätinstrumenten, utan en fysikers funderingar och tankar om hur världen fungerar. Det har funnits många fysiker som har förändrat vårt sätt att se på världen. Du har kanske hört talas om Isaac Newton eller Albert Einstein. Både Newton och Einstein använde sin fantasi för att komma på nya idéer om verkligheten. Sedan testade de sina idéer med experiment eller lade fram nya teorier om de inte kunde experimentera själva. Det viktigaste arbetsredskapet för en fysiker är just detta: en god fantasi!

Laborationer och laborationsrapporter I en laborationsrapport beskriver du vad du gjorde under laborationen och hur du gjorde det. På så sätt kan du hjälpa andra att förstå laborationen och resultatet av undersökningen. Laborationsrapporten är också en instruktion för någon annan som vill göra samma laboration och granska dina resultat. För att vara säker på att man dokumenterar sin undersökning på rätt sätt och inte missar någon viktig information är laborationsrapporten NE FYSIK 4–6 1. VAD ÄR FYSIK?

uppställd på ett bestämt sätt. Laborationsrapporter beskriver alltid vad man har undersökt, vilken utrustning man använde, hur man gjorde, vilket resultat man fick och vad man skulle kunna förbättra till nästa gång.

Enkla mätningar Börja med att göra aktiviteten ”Vikt och längd” på sidan 23. I den får du öva på att göra mätningar med våg och linjal. Förhoppningsvis får du ett bra resultat.

Så här är laborationerna i denna bok uppbyggda I laborationer finns ofta tre delar: Syfte

Den fråga som laborationen ska besvara. En kort beskrivning av vad du ska undersöka.

Det här behöver du

De saker du behöver för att göra laborationen.

Gör så här

En beskrivning av hur du ska göra laborationen.

Ibland finns det även några frågor du ska besvara i samband med att du gör laborationen. 20

NE FYSIK 4–6 1. VAD ÄR FYSIK?

Laboration och rapport Laboration

Laborationsrapport

Syfte Att undersöka om varmt vatten kokar snabbare än kallt vatten.

Rubrik Koktiden för varmt och kallt vatten

Det här behöver du – Varmt och kallt vatten från kranen. – Bägare. – Gasolbrännare. – Stativ med galler. – Decilitermått. – Tändstickor. – Tidtagarur. Gör så här 1. Mät upp 2 deciliter vatten, så varmt som möjligt, från vattenkranen. 2. Häll vattnet i en bägare. 3. Tänd gasolbrännaren. 4. Ställ bägaren på stativet över gasolbrännaren. 5. Mät tiden tills vattnet kokar. 6. Upprepa stegen 1–4 men med så kallt vatten som möjligt från vattenkranen. Det är viktigt att gasolbrännaren är inställd på samma sätt som när du värmde varmvattnet. Frågor 1. Vilket vatten tog kortast tid att koka upp? 2. Försök förklara dina observationer.

NE FYSIK 4–6 1. VAD ÄR FYSIK?

Författare Utförd av Roland Johansson Medlaborant: Johan Warell Utförd: 25 september 2024 Inlämnad: 27 september 2024 Frågeställning Kokar varmt vatten fortare än kallt vatten? Utrustning Varmt och kallt vatten från kranen, bägare, gasolbrännare, stativ med galler, decilitermått, tändstickor, tidtagarur. Utförande Vi värmde 2 deciliter varmt vatten från kranen och mätte tiden det tog för vattnet att koka med hjälp av ett tidtagarur. Sedan mätte vi 2 deciliter kallt vatten och värmde och mätte på samma sätt. Resultat Det tog att 2 minuter och 12 sekunder att koka det varma vattnet. Det tog 2 minuter och 34 sekunder att koka det kalla vattnet. Slutsats Det varma vattnet kokade upp fortare än det kalla vattnet. Det berodde på att det inte behövdes lika mycket värme för att nå kokpunkten.

Vad ska finnas med i en laborationsrapport? En laborationsrapport är en beskrivning av vad du har gjort och vilka resultat du har kommit fram till. Den brukar innehålla följande delar. Rubrik

En kort beskrivning av vad du har undersökt.

Författare

Ditt namn, andra deltagare i gruppen och det datum du gjorde undersökningen.

Frågeställning En kort beskrivning av den fråga som laborationen ska besvara. Utrustning

En lista på de saker du har använt i laborationen.

Utförande

En kort beskrivning av hur du utfört laborationen.

Resultat

Här beskriver du de observationer du gjorde under ditt experiment och vilka mätvärden du fick. Om du gjorde flera mätningar kan du visa dem i en tabell eller i ett diagram. Ibland blir resultatet tydligast om du ritar en bild.

Slutsats

Här sammanfattar du resultatet. Du ska försöka svara på frågeställningen du hade i inledningen eller återkomma till syftet med laborationen.

Sammanfattning

@ Inom naturvetenskap och fysik

@ Om man inte kan experimentera

undersöker man naturen metodiskt genom att följa den naturvetenskapliga metoden.

med sitt undersökningsobjekt gör man observationer på avstånd ute i naturen i stället.

@ Experiment kan göras i labora-

@ En laborationsrapport beskriver

toriet, och man kan vända och vrida och ta på det man mäter.

vad som gjordes under laborationen och hur det gjordes.

NE FYSIK 4–6 1. VAD ÄR FYSIK?

KAPITEL 1

Vad är fysik? Fysikerns verktygslåda Instuderingsuppgifter 1. Vilka är de vanligaste mätningarna som en fysiker kan behöva göra? Ge exempel på mätinstrument som används för dessa mätningar. 2. Förklara vad som menas med den vetenskapliga metoden. Hur används den när man undersöker ett fenomen i naturen? 3. Vilka är de grundläggande delarna i en laborationsrapport? Beskriv kortfattat vad som bör vara med i varje del. 4. Hur kan observationer och experiment hjälpa oss att förstå världen omkring oss? Ge exempel på några situationer där observationer och experiment är användbara.

Aktiviteter 1. Vetenskapliga verktyg Ge en kort beskrivning av följande verktyg och instrument som forskaren använder: a. laser b. mikroskop c. kikare d. prisma e. radar f. våg

2. Fysikobservation Samla ihop så mycket information som möjligt om klassrummet genom att observera det under 10 minuter. Det kan till exempel vara antalet stolar, bänkar eller fönster, avståndet mellan dörren och stora tavlan, eller temperaturen i luften. Använd de mätverktyg som läraren plockar fram. a. Skriv ner alla dina observationer på en lapp och ge till läraren. b. Diskutera gemensamt i klassen. c. Finns det något ni alla har missat att observera? d. Finns det något som inte är en observation utan i stället ett antagande eller en teori? 3. Vikt och längd Öva på att göra mätningar och att beräkna noggrannhet. Du behöver en bok, en linjal, spikar och en våg. Besvara följande frågor med så stor noggrannhet som möjligt. a. Hur mycket väger en spik? b. Hur mätte du massan på en spik? c. Hur tjockt är ett blad i boken? d. Beskriv hur du mätte tjockleken på ett bokblad.

g. mikrometer.

NE FYSIK 4–6 1. VAD ÄR FYSIK?

LABORATION

Svängande pendel Syfte Att undersöka hur en pendel fungerar genom att mäta med linjal och tidtagarur.

6. Gör nu om försöket med samma vikt men dra ut pendeln 20 cm och släpp (svängningssträckan blir då totalt 40 cm).

Det här behöver du

7. Räkna antalet svängningar under 60 sekunder. Anteckna resultatet.

– – – – –

Snöre. Två vikter med olika massor. Tidtagarur. Papper. Penna.

– Sax.

8. Häng den tyngre vikten i snöret och gör om de båda försöken med 20 cm och 40 cm svängningssträcka. 9. Gör om samma försök med 100 cm lång pendel. Anteckna mätningarna i tabellen.

Gör så här Anteckna noga allt du gör under laborationen. Skriv ner dina tidmätningar i en tabell med rader för pendelvikter och kolumner för pendlarnas längd. 1. Mät upp och klipp av två snören som är så långa att avståndet mellan fästpunkten och vikten blir 50 cm och 100 cm. 2. Fäst den lätta vikten i det 50 cm långa snöret. 3. Häng snöret så att pendeln kan röra sig fritt. 4. Dra ut pendeln 10 cm och släpp (svängningssträckan blir då totalt 20 cm). 5. Räkna antalet svängningar under 60 sekunder. Anteckna resultatet.

NE FYSIK 4–6 1. VAD ÄR FYSIK?

Undersökning av pendlar vikt/pendellängd

50 cm

100 cm

lätt vikt, kort svängning tung vikt, kort svängning lätt vikt, lång svängning tung vikt, lång svängning

Frågor 1. Jämför pendlingstiderna för den 50 cm långa pendeln med den lätta och den tunga vikten. Är det någon skillnad?

4. Jämför pendlingstiderna för de olika långa pendlarna och den tunga vikten. Är det någon skillnad?

2. Jämför pendlingstiderna för den 100 cm långa pendeln med den lätta och den tunga vikten. Är det någon skillnad?

5. Vilken slutsats kan du dra av dina mätningar? Har pendelns längd eller viktens massa någon betydelse för pendlingstiden?

3. Jämför pendlingstiderna för de olika långa pendlarna och den lätta vikten. Är det någon skillnad?

NE FYSIK 4–6 1. VAD ÄR FYSIK?

Bilden: En föreställning om universum från medeltiden. Man trodde att stjärnorna var fästa på ett ”himmelsskal”. Utanför denna fanns himlens maskineri, som fick allt att fungera.

Fysik i tid och rum Naturvetenskapen och fysiken har sitt ursprung i antiken, men det är först under de senaste 400 åren som naturen har undersökts med vetenskapliga metoder. Då har man också kunnat förstå hur naturen och universum fungerar. Här får du lära dig om hur fysiken har vuxit fram under historien och hur man har utvecklat sina metoder att undersöka den.

Ord och begrepp Naturforskare kallar man ofta personer som undersöker många olika typer av fenomen i naturen för att hitta samband mellan dem och kunna förstå världen bättre.

Science fiction är böcker eller filmer om en tekniskt avancerad framtid. Vetenskap handlar om att försöka att förstå hur och varför saker händer genom att undersöka verkligheten.

Religion är att tro på en högre makt av något slag och baseras inte på vetenskapliga undersökningar.

NE FYSIK 4–6 1. VAD ÄR FYSIK?

Att göra livet enklare När du kommer hem från skolan tar du kanske mjölk från kylen och värmer en kopp varm choklad i mikrovågsugnen. Sedan tittar du på det senaste avsnittet av din favoritserie på surfplattan. Hela din vardag bygger på att människan har lärt sig att förstå och utnyttja fysiken för att göra livet enklare och roligare. Utan fysikens framsteg hade du fortfarande gått ut på gården, mockat stallet, mjölkat kon och druckit mjölken medan du tittade på hönorna och grisarna.

Kunskap bygger på kunskap All kunskap bygger på att man lär sig av det som andra redan har gjort och bygger vidare med ny kunskap, generation efter generation. En av de största fysikerna i historien, Isaac Newton, sa följande: Tre svenskar som har betytt mycket för utvecklingen av naturvetenskapen var biologen Carl von Linné, fysikern Anders Celsius och uppfinnaren Christoffer Polhem.

Om jag har sett längre än andra så beror det på att jag stått på jättars axlar. ”Jättarna” var de forskare som Newton själv hade lärt sig av. Sedan dess är det många som i sin tur har byggt vidare på det som Newton tänkte ut.

Isaac Newton gjorde på 1600-talet experiment med solljus och prismor. Han upptäckte att vitt ljus består av många färger. 28

NE FYSIK 4–6 1. VAD ÄR FYSIK?

Spindelnätet är ett av de starkaste materialen i naturen.

Fysikens början Fysik är ingen ny idé. Människor har i alla tider vetat att stenar faller nedåt om man släpper dem och att regnbågar ibland kan dyka upp om det regnar. De flesta tänkte att det var gudar och andra väsen som gjorde att det stormade, skörden mognade eller att man blev sjuk. Eftersom man inte visste varför saker var som de var hittade man helt enkelt på egna förklaringar. De kunde ibland stämma med verkligheten men ofta hade man helt fel.

Aristoteles I det antika Grekland för mer än 2 500 år sedan började man fundera på hur världen egentligen fungerade. Den mest kände tänkaren hette Aristoteles. Aristoteles var en av de första som tittade på hur naturen fungerade och försökte hitta en förklaring. Han menade att naturen har ett syfte, en mening med allt som händer: – Naturen har gett spindeln spinnkörtlar för att den ska kunna spinna nät. Den spinner nät för att fånga insekter. – Stenar faller till marken för att de vill hitta sin naturliga plats. Han tänkte på väldigt många saker och kom till exempel fram till att – jorden är universums centrum – tunga saker faller snabbare till marken än lätta saker – kanonkulan faller rakt ner till marken när farten tar slut. NE FYSIK 4–6 1. VAD ÄR FYSIK?

Aristotoles levde på 300-talet före Kristus.

I dag vet vi att Aristoteles hade fel om alla dessa förklaringar. Men det första steget mot dagens naturvetenskap var taget – att försöka förstå världen. Faktum är att man i nästan 2 000 år trodde att alla Aristoteles förklaringar om fysiken var sanna.

Eratosthenes Eratosthenes var en annan tänkare som funderade på hur naturen fungerade. Han levde i Grekland för lite mer än 2 000 år sedan. Eratosthenes ville till exempel veta hur långt det är runt jorden.

Hur långt är det runt jorden? Eratosthenes visste att jorden var rund eftersom jordens skugga alltid var rund vid månförmörkelser. Men hur skulle han få reda på hur långt det är runt jorden? Eratosthenes tänkte så här: – Han visste att solen lyste rakt ner i botten på en brunn i staden Syene mitt på dagen en viss dag på året. – Att solen lyser rakt ner i botten på brunnen innebär att solen står rakt upp på himlen över Syene. – Han visste också att solen aldrig stod rakt upp på himlen i staden Alexandria, som ligger 84 mil norr om Syene. – Genom att mäta vinkeln på skuggan från en pinne i Alexandria kunde han räkna ut att ett varv runt jorden är 48 gånger längre än avståndet mellan Alexandria och Syene. – Alltså är avståndet mellan Alexandria och Syene: 48 · 84 mil = 4 032 mil vilket är väldigt nära det verkliga värdet på 4 000 mil. För mer än 2 000 år sedan kunde man alltså räkna ut hur långt det är runt jorden enbart genom att man visste avståndet mellan två städer och vinkeln på en skugga. Och förstås behövdes också Eratosthenes väldigt, väldigt smarta idé om hur det skulle räknas ut.

Att jorden är rund kan man se när det är månförmörkelse. Fullmånen rör sig då genom den skugga som jorden kastar ut i rymden. Skuggan har alltid en rund kant. Om jorden hade varit platt hade skuggan haft olika former beroende på hur solen lyste på den. 30

NE FYSIK 4–6 1. VAD ÄR FYSIK?

Mätning av jordens omkrets 1 Solstrålarna faller vertikalt i Syene men med 7,5 graders vinkel i Alexandria. Denna vinkel är 1/48 av cirkelns omkrets.

7,5 grader

2 Sträckan mellan Alexandria och Syene är 84 mil.

Alexandria Syene

Alexandria

lle lla

lst rå

lar

7,5 grader

Ett varv är 360° och således är ett varv runt jorden 360° / 7,5° = 48 gånger så långt som avståndet mellan Syene och Alexandria.

Syene

3 Jordens omkrets är 48 gånger längre än avståndet mellan orterna, eller 4 032 mil.

7,5 grader

Att veta eller att tro En av fysikens uppgifter är att förklara verkligheten för att kunna förutsäga saker. Inte förrän 2 000 år efter Aristoteles levde den första riktiga fysikern (och en av de viktigaste), Galileo Galilei.

Galileo Galilei Galileo Galilei var den första som inte bara undersökte naturen utan också gjorde experiment. I stället för att bara förklara verkligheten kunde han förutsäga saker. Eftersom han var den första som gjorde experiment och använde matematik för att beskriva fysik kallas han ofta naturvetenskapens fader.

NE FYSIK 4–6 1. VAD ÄR FYSIK?

Galileo Galilei levde mellan åren 1564 och 1642.

På Galileo Galileis tid var det inte någon som vågade ifrågasätta att Aristoteles hade rätt när han påstod att – jorden är universums centrum – tunga föremål faller snabbare än lätta föremål. Genom att titta på stjärnhimlen med sin egen uppfinning, teleskopet, och experimentera med tunga och lätta kulor som faller mot marken, kunde i stället Galileo Galilei säga att – solen är universums centrum – tunga föremål faller lika snabbt som lätta föremål. Anledningen till att ingen vågade ifrågasätta att Aristoteles hade rätt var att den katolska kyrkan sade att Aristoteles hade rätt. Eftersom Galileo Galilei vågade bråka med kyrkan dömdes han till livstids husarrest. Bråket mellan kyrkan och Galileo Galilei ledde till att det blev tydliga gränser mellan tro och vetenskap. Forskare började pröva om gamla ”sanningar” verkligen var sanna genom att experimentera och dra slutsatser.

Religion och vetenskap Religion är att tro på en högre makt av något slag. Vetenskap handlar om att försöka att förstå hur och varför saker händer genom att undersöka verkligheten.

Förr trodde man att fenomenen på himlen orsakades av gudar. I dag vet vi att det inte är så.

NE FYSIK 4–6 1. VAD ÄR FYSIK?

Människan landar på månen i Georges Méliès science fiction-film från 1902.

Verklighet och science fiction Gillar du att titta på science fiction? I så fall har du kanske funderat på vilken teknik som en dag kommer att bli verklighet. Det är förstås omöjligt att veta. Men en del science fiction blir faktiskt ”science fact”, alltså verklighet. Den första science fiction-filmen spelades in 1902 och handlar om en resa till månen. Sjuttio år senare hade tolv människor faktiskt också landat där, trots att många bara tio år tidigare trodde att en sådan resa var omöjlig. Världstidningen New York Times menade 1903 att människan nog skulle kunna flyga med en flygmaskin någon gång i framtiden, men att det skulle ta över en miljon år att nå dit. Redan två månader senare gjorde bröderna Wright den första flygturen med sitt enkla motorflygplan! NE FYSIK 4–6 1. VAD ÄR FYSIK?

Människor och robotar Kommer vi att umgås och jobba med mänskliga robotar i framtiden? Kommer vi att kunna göra människor och föremål osynliga? Kommer vi att använda portaler för att färdas mellan olika platser eller i tiden? Kommer vi att framställa den energi vi behöver ur en droppe vatten i vårt eget hem? Många av idéerna i science fiction är inte möjliga att göra med dagens kunskap om fysik och teknik, men många kan kanske bli möjliga i framtiden. Hur mycket vi kommer att förstå inom fysiken och vilka tekniska uppfinningar vi kommer att göra och vart de leder är omöjligt att veta i dag. Ibland verkar det som att kunskapen och utvecklingen tar stora hopp, men egentligen sker utvecklingen oftast i små steg. Men ett är säkert – matematikens, fysikens och teknikens utveckling följs åt och är beroende av varandra. Annars hade vi inte kunnat ta oss framåt mot en annan och förhoppningsvis bättre framtid.

Sammanfattning @ Aristoteles var en av de första

som tittade på hur naturen fungerade och försökte hitta förklaringar. @ Galileo Galilei undersökte

naturen och gjorde experiment med vetenskapliga metoder. @ Religion är att tro på en högre

@ Vetenskap handlar om att

försöka att förstå hur och varför saker händer genom att undersöka verkligheten. @ Många av idéerna i science

fiction är inte möjliga att göra med dagens kunskap om fysik och teknik, men vissa kanske blir verklighet i framtiden.

makt av något slag.

NE FYSIK 4–6 1. VAD ÄR FYSIK?

KAPITEL 1

Vad är fysik? Fysik i tid och rum Instuderingsuppgifter

Aktiviteter

1. Hur kunde man redan för 2 000 år sedan veta att jorden var rund?

1. Ta reda på mer om en naturforskare Välj en naturforskare i historien och ta reda på mer om vad han eller hon gjorde och är berömd för. Undersök hur mätningarna gick till, vilket resultatet av studierna blev eller vilka teorier som skapades. Hur märks naturforskarens bidrag till fysiken i dag? Exempel på personer att undersöka är Aristoteles, Eratosthenes, Galileo Galilei, Isaac Newton och Anders Celsius.

2. Beskriv hur Aristoteles och Galilei resonerade när de försökte lösa vetenskapliga problem. Hur skilde sig deras arbetssätt åt? Hur arbetar forskare i dag, mest som Aristoteles eller mest som Galilei? 3. Vilken roll spelade Aristoteles i utvecklingen av fysiken? Beskriv några av hans tidiga idéer om hur naturen fungerade och vad vi vet i dag. 4. Hur använde Eratosthenes observationer för att beräkna jordens omkrets? Beskriv de steg han tog för att göra denna beräkning. 5. Vem var Galileo Galilei och varför anses han vara en viktig person inom fysikens historia? Vilken metod hade han för att undersöka naturen? 6. Vad är skillnaden mellan religion och vetenskap? Hur har relationen mellan kyrkan och vetenskapen påverkat utvecklingen av naturvetenskapen?

NE FYSIK 4–6 1. VAD ÄR FYSIK?

2. Tro förr och vetenskap i dag Vad är skillnaden mellan vetenskap och tidigare föreställningar om hur naturen fungerar? Ge exempel på tidigare föreställningar och hur de har förändrats tack vare vetenskapliga metoder. 3. Fysik och teknik Vilken roll spelar matematik, fysik och teknik i utvecklingen av samhället? Ge exempel på positiva och negativa följder av användningen av fysik och teknik.

Bilden: Har tiden någon början? Och kommer klockan att fortsätta att ticka framåt i all oändlighet? Vad tror du?

Mätningar och mätinstrument Klockan går framåt hela tiden, och alltid i samma takt. Vi blir alla äldre och äldre. Tiden är lätt att mäta men svår att förstå sig på. Här ska vi titta lite närmare på vad tid är och hur man mäter den. Vi undersöker också hur man gör andra vanliga fysikaliska mätningar, till exempel av vikt, temperatur och avstånd.

Ord och begrepp Atomur är en klocka som använder en vibrerande atom för att mäta tiden.

Tid är intervallet mellan två händelser.

Klocka är ett instrument som mäter tiden.

Tidszon är ett område på jorden där tiden är densamma.

Massa beskriver hur många atomer som finns i ett föremål.

Timglas är en klocka som använder rinnande sand för att visa tiden.

Solur är en klocka som använder solen för att visa tiden.

Tyngd eller tyngdkraft är en dragningskraft från jorden som verkar på en kropp.

Temperatur är ett mått på hur varmt något är.

Värme är energi i form av vibrationer hos atomer och molekyler.

NE FYSIK 4–6 1. VAD ÄR FYSIK?

-11 -12

-9 -10

-7 -8

-5 -6

-3 -4

-1 -2

+1 0

+3 +2

+5 +4

+7 +6

+9 +8

+10

+11 +12

Världskartan visar hur mycket klockan är på olika platser på jorden. Eftersom dygnet är 24 timmar långt har man delat in jorden i 24 tidszoner, där tiden oftast skiljer sig en timme från nästa zon. När klockan är 13 på dagen i Sverige är den till exempel 1 på natten på andra sidan jordklotet. Välj ett land på kartan. Vad är klockan där just nu?

Tid

Den mest exakta klockan som finns drar sig bara 1 sekund på 10 miljarder år – det är dubbelt så länge som jorden har funnits! 38

När du har roligt går tiden fort, men när du har tråkigt känns det som att tiden kryper fram. Även om dina upplevelser är olika flyter tiden alltid på i exakt samma takt. Det hade du lätt kunnat mäta med en klocka. Det är inte lätt att förklara vad tid är och hur den har uppkommit. Men vi kan säga att tiden började samtidigt som universum skapades, i big bang. I dag vet vi att universum kommer att fortsätta att växa för evigt tills det blir oändligt glest och stort. Universum kommer alltså att bli allt äldre och tiden kommer att gå framåt i all oändlighet. Man kan alltså säga att tiden har en början men inte ett slut. I dag är universums klocka 13,8 miljarder år, samma som dess ålder. Förr i tiden hade man inte behov av att kunna mäta tiden exakt. Man bestämde kanske att man skulle träffas ”när solen står som högst i NE FYSIK 4–6 1. VAD ÄR FYSIK?

sommar”. I dag hade vi i stället bokat in ett möte i kalendern den 21 juni klockan 12:00. För tusen år sedan träffades man kanske många dagar innan och inväntade tidpunkten då solen nådde sin högsta höjd på himlen. Man hade en helt annan inställning till tiden och man var inte alls lika stressad som i dag.

Analoga och digitala klockor Det finns både analoga och digitala klockor. Analoga klockor drivs av ett mekaniskt urverk och visar tiden på en urtavla med visare. Urtavlan är markerad med 12 timstreck runtom. Digitala klockor visar tiden i timmar och minuter med siffror och räknar oftast från 0 till 24 timmar. Klockan 13:20 på en digital klocka är samma tid som klockan 1:20 på en mekanisk klocka. Titta på klockan. Hur lång tid är det tills skolan slutar för dagen?

Analog klocka.

Digital klocka.

Instrument för att mäta tiden Länge räknade man tiden i Sverige lokalt på varje ort. Klockan 12 mitt på dagen inträffade då vid den tidpunkt när solen stod som högst på himlen. Men eftersom solen går upp i öster står solen som högst tidigare ju längre österut man kommer. Det betydde att lokaltiden varierade med nästan en timme över landet. NE FYSIK 4–6 1. VAD ÄR FYSIK?

När man började resa med tåg blev det uppenbart att man behövde ha bättre koll på tiden. Annars kunde man inte göra tidtabeller för när tågen skulle avgå från de olika stationerna. 1879 införde man därför en gemensam tid för hela landet, normaltiden. Alla platser i hela landet hade från och med då samma tid, oavsett när solen stod som högst på himlen. I dag används kvartsur och atomur för att mäta tiden. Atomur baseras på rörelsen hos en svängande atom och är därför mycket exakta. Ett instrument som har använts länge för att bestämma tiden är soluret. Det kunde vara så enkelt som en pinne nedstucken i marken. Skuggan från solen blev kortast mitt på dagen, när solen stod som högst. Timmarna kunde ritas in med streck i de andra riktningarna.

Tidmätningen i ett atomur baseras på vibrationerna i en atom. Mer exakta klockor än så finns inte.

Timglas blev vanliga under medeltiden. Tiden mäts genom att sand rinner från den övre kammaren till den nedre.

Solur har använts i tusentals år för att mäta tiden. Skuggan kastas av en visare som pekar ut timmen på en urtavla. 40

NE FYSIK 4–6 1. VAD ÄR FYSIK?

Massa och tyngd När du lyfter upp ett föremål behöver du ta i lite. Det beror på att alla föremål har massa. Massan beskriver hur många atomer av olika slag som finns i föremålet. Alla atomers sammanlagda massa är densamma som föremålets massa. För att lyfta två kilo ost behöver du ta i dubbelt så mycket som när du lyfter ett kilo ost. Massan för den stora osten är 2 kilogram (kg), och massan för den lilla osten är 1 kg. Massa är något som alla föremål har. Massan för den stora osten är 2 kg. Den stora osten är tyngre än den lilla osten – dubbelt så tung. Om du skulle lägga osten på en våg skulle vågen visa 1 kg eller 1 000 gram (g). Att osten väger just så här mycket på jorden beror på tyngdkraften på jordens yta. Men på månen skulle samma våg visa bara 170 g. Det beror på att månen är mindre än jorden. Därför är tyngdkraften på månen mycket mindre. På ett rymdskepp i omloppsbana runt jorden eller på väg till månen finns ingen tyngdkraft. Alla på rymdskeppet befinner sig i tyngdlöshet och flyter omkring fritt inuti rymdskeppet. Samma våg med samma ost på rymdskeppet hade alltså visat 0 g. Men även om vågen visar 0 g i rymden så är ostens massa fortfarande 1 kg – antalet atomer i osten har ju inte ändrats bara för att den har skjutits upp med en raket! NE FYSIK 4–6 1. VAD ÄR FYSIK?

Massa och tyngd är inte samma sak Massan beskriver hur många atomer som finns i ett föremål. Tyngden bestäms av den tyngdkraft som verkar på föremålet.

Temperatur och värme Kanske finns det en termometer utanför fönstret där du är. Vad visar den? Inomhus är det oftast omkring 20 grader. Om det snöar ute men snön smälter när den når marken är det kring 0 grader. Och en varm sommardag kan det vara 30 grader i skuggan. Temperaturen mäts med en termometer. Temperaturen anges med enheten grad Celsius (°C). När temperaturen är 0 °C fryser vatten. När temperaturen är 100 °C kokar vatten. Under 0 °C blir allt vatten så småningom is och över 100 °C blir allt vatten ånga. Ju högre temperaturen är, desto varmare är det. De flesta tycker nog att värmen är ganska lagom när termometern visar 20 °C. Luften inne-håller en viss mängd värme som beror på hur tät den är. Om luften hade varit mycket tunnare, som den är på mycket hög höjd, hade vi inte längre tyckt att 20 °C är lagom utan snarare för kallt. Hur kommer det sig? Värmen transporteras med atomer som rör sig i luften. Ju fler atomer som rör sig, desto mer värme kan de transportera. Man kan säga att det är atomernas fart och antal som bestämmer värmen. Tunnare luft innehåller färre atomer och därför känns det kallare, även om atomerna rör sig lika fort. Ute i rymden kan atomernas fart motsvara en temperatur på många tusen grader, men eftersom atomerna är så få är det iskallt där. Utan en skyddande rymddräkt hade man inte klarat sig. 42

NE FYSIK 4–6 1. VAD ÄR FYSIK?

°C

-10

-20

-30

-40

Läs av temperaturen på termometrarna – vilken är varmast och vilken är kallast?

Celsiusskalan Anders Celsius var en svensk astronom som bodde i Uppsala och som levde 1701–1744. Han observerade norrsken, undersökte jordens form och gjorde experiment för att förstå omvärlden i stället för att bara försöka förstå den med tanken. Han använde en temperaturskala där 100 grader motsvarade snöns smältpunkt och 0 grader vattnets kokpunkt. Efter Celsius död vände man på hans skala, så att den ser ut som i dag. Långt därefter fick detta sätt att mäta temperaturen namnet celsiusskalan. Anders Celsius.

NE FYSIK 4–6 1. VAD ÄR FYSIK?

En linjal är ofta 30 cm lång – eller 300 mm.

Längd och avstånd En linjal har du använt många gånger. Kanske för att rita raka streck med, men kanske också för att mäta med. En vanlig linjal är 30 centimeter (cm) lång, ungefär lika lång som ett vanligt papper. En meterstock är mycket längre, oftast 2 meter (m) och därför längre än en vuxen. Med de små strecken på linjalen kan du mäta så korta sträckor som 1 millimeter (mm).

Att mäta stora avstånd I fysiken använder man också andra metoder än linjaler för att mäta längd. Det beror på att avstånden ofta är mycket stora. Ett sätt är att använda ett föremåls storlek som måttstock. Om man vet att ett träd är 100 m bort måste det vara hälften så stort om det är 200 m bort, och en tiondel så stort om det är 1 000 m bort. När man gör noggranna mätningar mäter man vinkeln av ett objekt i stället. Det kan man göra mycket exakt med en kikare. Om vinkeln mellan trädets fot och dess topp är 10 grader (10°) på 100 meters avstånd vet man att ett likadant träd har en vinkel på 1° på 1 000 meters avstånd.

vinkel 2 ⋅ V vinkel V

avstånd A avstånd 2 ⋅ A Tänk dig att du ser två likadana träd. Det närmaste trädet ser dubbelt så stort ut som det avlägsna trädet. Det närmaste trädets vinkel är 2V och det avlägsna trädets vinkel är hälften så stor, V. Då är avståndet till det avlägsna trädet dubbelt så stort (2A) som avståndet till det närmaste trädet (A). 44

NE FYSIK 4–6 1. VAD ÄR FYSIK?

Storheter och enheter En storhet är något som kan mätas, som längd, massa och tid. En storhet anges med ett mätetal och en enhet. Exempelvis hade världens tyngsta pumpa en massa på hela 1 226 kg. Här är massa en storhet, 1 226 ett mätetal och kg en enhet. Det är meningslöst att säga att världens tyngsta pumpa vägde 1 226 utan att ange enheten. Enheten måste alltid vara med. SI-systemet är ett internationellt system för enheter för att alla ska kunna mäta en längd eller en vikt på samma sätt. SI-systemet har sju storheter. Storheter och enheter förkortas ofta. På nästa sida hittar du några vanliga förkortningar av storheter och enheter som du kommer att träffa på i boken. NE FYSIK 4–6 1. VAD ÄR FYSIK?

Några storheter och enheter storhetens namn

storhetens förkortning

enhetens namn

enhetens förkortning

längd

meter

massa

kilogram

volym

liter

tid

sekund

temperatur

grad Celsius

°C

Sammanfattning @ Tiden började samtidigt som

universum skapades, i big bang för 13,8 miljarder år sedan. @ Jorden delas in i 24 tidszoner,

en zon för varje timme på dygnet.

@ Vatten fryser vid en temperatur

av 0 °C och kokar vid en temperatur av 100 °C. @ Man kan mäta små avstånd

med linjal och stora avstånd med vinklar.

@ Atomur är de mest exakta

klockorna. De använder vibrationerna i en atom för att mäta tiden. @ Massan beror på hur många

atomer som finns i ett föremål och är densamma oavsett var föremålet är.

NE FYSIK 4–6 1. VAD ÄR FYSIK?

KAPITEL 1

Vad är fysik? Mätningar och mätinstrument Instuderingsuppgifter

Aktiviteter

1. Beskriv några olika sätt som man kan mäta tiden på. Varför är det viktigt att ha en gemensam tid, som normaltiden, i dagens samhälle?

1. Två stenar Hitta två fina stenar utomhus.

2. Vad är en tidszon och varför har vi dem? Kan du hitta ett land på tidszonskartan där tiden är något annat än i Sverige just nu? 3. Vad är skillnaden mellan massa och tyngd? Varför känns en skiftnyckel inte lika tung på ett rymdskepp i omloppsbana som på jorden? Varför visar en våg olika mycket när man mäter tyngden på en ost på jorden, månen och i rymden? 4. Hur mäts temperaturen och vilken enhet används? Varför känns det kallare på hög höjd även om temperaturen är densamma? 5. Beskriv hur man kan använda vinklar för att mäta avstånd. Vilka antaganden kan man behöva göra när man inte kan mäta avståndet med en linjal eller ett måttband? Rita gärna en teckning som visar hur du menar. 6. Vad är skillnaden mellan en storhet och en enhet? Tack vare SI-systemet kan man använda samma enheter över hela världen. Vad är fördelen med det?

NE FYSIK 4–6 1. VAD ÄR FYSIK?

a. Väg stenarna. Hur stor är skillnaden i massa mellan dem? b. Vilket mätinstrument använder du? c. Vilken enhet ska du använda? d. Finns det någon annan egenskap som skiljer stenarna åt? Beskriv vilken. Hur mäter du den? 2. Instrument för att mäta tid Det finns många instrument som mäter tid. Välj ett av dem och samla fakta om det. Berätta till exempel om följande: a. När och var uppfanns instrumentet, och av vem? b. Hur fungerar det? c. Vilka fördelar och nackdelar har det? d. Används det i dag? e. Har du själv använt det? I så fall, tycker du att det fungerar bra? Skriv en uppsats och berätta om instrumentet. Illustrera med bilder eller teckningar.

LABORATION

Ett solur Syfte

Gör så här

Att undersöka hur tid kan mätas med hjälp av solen.

1. Borra ett hål i mitten av träplattan så att blompinnen kan fästas lodrätt.

Det här behöver du

2. Ställ plattan på en plats där den får stå i fred – när soluret är klart får man inte flytta det!

– Träplatta, gärna rund.

3. Vid varje jämnt klockslag gör du en markering i kanten på träplattan, på den plats där skuggan från blompinnen faller.

– Blompinne. – Tuschpenna. – Borrmaskin och borr. – Vanlig klocka.

4. Det är bra att börja tidigt på morgonen och hålla på så länge som möjligt på dagen, gärna från soluppgång till solnedgång.

– Solen.

15 14 13

Frågor 1. När är skuggan som längst? 2. När rör sig skuggan som snabbast? 3. Jämför skuggans läge med timmarkeringarna efter en månad. Ser du någon skillnad jämfört med skuggans läge en månad tidigare?

NE FYSIK 4–6 1. VAD ÄR FYSIK?

LABORATION

Storlekar och avstånd Syfte Att undersöka förhållandet mellan ett föremåls storlek och dess avstånd. Det här behöver du – En utskriven bild på papper av bilden nedan eller en förstorad bild som du mäter på skärmen. – En linjal.

2. Mät storleken på det avlägsna trädet (röd cirkel). Skriv upp i tabellen. 3. Räkna ut hur mycket större det närmare trädet är på bilden jämfört med det avlägsna. Beskriv hur du räknar. 4. Räkna ut hur mycket längre bort det avlägsna trädet står jämfört med det närmaste. Beskriv hur du räknar. 5. Fyll i tabellen med avstånden till de två träden.

– Papper och penna. Gör så här 1. Mät storleken på det närmaste trädet (svart cirkel). Skriv upp storleken i millimeter i tabellen.

6. Välj två andra träd på bilden och gör samma beräkning. Beskriv varför du valde de två träden och hur du räknade ut skillnaden i avstånd.

Hur långt är det till träden längst bort jämfört med det närmaste?

Storlekar och avstånd träd

storlek (mm)

avstånd

närmaste längst bort

NE FYSIK 4–6 1. VAD ÄR FYSIK?