You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
FRÅGOR OCH FACIT TILL ”GRÖNA LUND”-FYSIK<br />
OBS! Glöm inte att redovisa dina beräkningar noga.<br />
Testa dig själv 6.1<br />
1. Tänk dig att du ska balansera en linjal på ett finger. Var ska du hålla fingret för att lyckas?<br />
Under tyngdpunkten<br />
2. I vilken enhet mäter man friktion?<br />
Newton (N)<br />
3. Vad är en dynamometer och i vilken enhet är den graderad?<br />
Det är ett mätinstrument som mäter kraft. En dynamometer är graderad i newton (N).<br />
4. Ge exempel på <strong>till</strong>fällen när du vill ha<br />
a) stor friktion<br />
När man cyklar och bromsar vill man ha stor friktion mellan hjulet och vägen.<br />
b) liten friktion<br />
I navet på ett cykelhjul vill man däremot ha en så liten friktion som möjligt för att cykeln ska<br />
rulla bra.<br />
5. Ann-Christin väger 42 kg. Hur stor är hennes<br />
a) massa på jorden<br />
42 kg<br />
b) tyngd på jorden<br />
420 N<br />
c) massa på månen<br />
42 kg<br />
d) tyngd på månen<br />
70 N<br />
6. Förklara vad som menas med 1 N.<br />
Det är jordens dragningskraft (tyngdkraften) på 100 g.<br />
7. Vad är ett lod och vad kan det användas <strong>till</strong>?<br />
Ett lod består av en lina i vilken det hänger en tyngd. Man kan använda lod t ex om man ska bygga en<br />
vägg som ska vara lodrät.<br />
8. Förklara vad det är för skillnad mellan massa och tyngd.<br />
Massa är detsamma som vikt och beror på hur mycket materia ett föremål består av. Tyngden beror<br />
på jordens dragningskraft på föremålet.<br />
9. En sten hänger i ett snöre. Du klipper av snöret och stenen faller <strong>till</strong> marken. Vilken eller vilka krafter påverkas<br />
stenen av i de tre lägena.<br />
I första läget påverkas stenen av tyngdkraften och av en lika stor motkraft från snöret. I andra läget<br />
påverkas stenen av tyngdkraften. I tredje läget påverkas stenen av tyngdkraften och av en motkraft<br />
från bordet.
10. Ett klot hänger i en dynamometer som visar 0,6 N.<br />
a) Hur mycket väger klotet?<br />
60 g<br />
b) Hur stor skulle klotets massa vara på månen?<br />
60 g<br />
c) Hur stor skulle klotets tyngd vara på månen?<br />
0,1 N<br />
11. Du åker kälke nerför en backe. Vid backens slut finns en sjö med spegelblank is.<br />
a) Hur förändras kälkens hastighet när du kommer ut på isen?<br />
Kälkens hastighet kommer långsamt att avta.<br />
b) Varför?<br />
Även om det är spegelblank is så uppkommer friktion mellan pulkan och isen.<br />
Ställ dig med ena sidan tätt in<strong>till</strong> en vägg. Lyft det yttre benet utåt. Beskriv vad som händer och förklara varför.<br />
Man faller beroende på att lodlinjen genom tyngdpunkten kommer utanför stödytan, vilken är foten<br />
på det inre benet.<br />
Testa dig själv 6.2<br />
1. Vad menas med en<br />
a) likformig rörelse<br />
Det är en rörelse med konstant hastighet i en och samma riktning.<br />
b) accelererad rörelse<br />
Det är en rörelse där hastigheten ökar hela tiden.<br />
2. En bilist saktar in framför rött ljus. Vad kallas en sådan rörelse?<br />
Retarderad rörelse<br />
3. Beda åker 60 km på två timmar med sin moped. Vilken är medelhastigheten?<br />
30 km/h<br />
4. Hur långt hinner ett tåg på 10 s, om medelhastigheten är 25 m/s?<br />
250 m<br />
5. Vilken är medelhastigheten om du springer 5 km på 25 min? Svara i meter per minut.<br />
200 m/min<br />
6. Diagrammet visar en resa med bil.<br />
a) Hur hög var medelhastigheten under den första timmen?<br />
60 km/h<br />
b) Vilken var medelhastigheten den sista halvtimmen?<br />
80 km/h<br />
c) Vilken var medelhastigheten under hela resan?<br />
50 km/h om vi räknar med tiden för rast och 67 km/h om vi inte räknar med den tid då bilen<br />
stod s<strong>till</strong>a.<br />
7. Vid en hastighetskontroll konstaterade polisen att Göran hållit hastigheten 144 km/h. Vad motsvarar det i meter<br />
per sekund?<br />
40 m/s<br />
8. När det blåser 25 m/s är det storm. Hur många kilometer per timme motsvarar det?<br />
90 km/h
Jordens omkrets vid ekvatorn är 4 000 mil. Vilken hastighet har du, på grund av jordens rotation, om du är vid<br />
ekvatorn? Svara i kilometer per timme och avrunda <strong>till</strong> tiotal.<br />
Hastigheten är 40 000 km/24 h = 1 700 km/h.<br />
Testa dig själv 6.3<br />
1. En astronaut på månen släpper en månsten och en fågelfjäder samtidigt från samma höjd. Vilket av föremålen<br />
kommer först <strong>till</strong> marken?<br />
De kommer samtidigt <strong>till</strong> marken.<br />
2. Från ett högt torn släpper du en sten rakt ner. Samtidigt kastar din kompis en sten rakt framåt. Vilken sten<br />
kommer fortast <strong>till</strong> marken?<br />
De kommer samtidigt <strong>till</strong> marken.<br />
3. Jesper släpper en stenkula och ett löv samtidigt och från samma höjd.<br />
a) Vilket av föremålen kommer först <strong>till</strong> marken?<br />
Stenkulan<br />
b) Varför?<br />
Lövet påverkas av större luftmotstånd.<br />
4. Förklara hur luftmotstånd uppkommer.<br />
Luftmotstånd är en friktionskraft som uppkommer då <strong>till</strong> exempel ett löv krockar med molekylerna i<br />
luften.<br />
5. Tre kompisar ska hoppa från ett hopptorn ner i en bassäng och bestämmer sig för att göra ett litet experiment.<br />
Tina tar ett steg över kanten och faller rakt ner i bassängen. Anders tar sats och springer rakt ut. Ellinor hoppar<br />
snett uppåt. Alla lämnar kanten på hopptornet precis samtidigt. I vilken ordning kommer de ner i bassängen?<br />
Tina och Anders kommer samtidigt ner <strong>till</strong> vattnet och Ellinor en liten stund senare.<br />
6. När en fotbollsmålvakt sparkar ut bollen rör sig bollen i en kaströrelse. Beskriv hur bollens hastighet förändras i<br />
lodrät och vågrät riktning under den bågformiga färden. Vi bortser från luftmotståndet.<br />
I den lodräta riktningen är rörelsen först retarderad. I sin högsta punkt är hastigheten noll. Därefter<br />
accelererar bollen på sin väg neråt. I den vågräta riktningen är hastigheten nästan likformig, det vill<br />
säga den är nästan lika stor hela tiden. Men hastigheten avtar något på grund av luftmotståndet.<br />
7. Varför kan man säga att en satellit hela tiden faller utan att falla ner på jorden?<br />
En satellit faller hela tiden mot jorden. Men eftersom satelliten faller lika mycket som jorden böjer av<br />
kommer den aldrig att träffa jordytan.<br />
Två likadana glasburkar står på var sin våg. I varje burk finns det 5 getingar. I burk A är alla getingar döda och<br />
ligger på botten. I burk B lever de och flyger omkring. Vilken burk med getingar väger mest?<br />
Burkarna väger lika mycket under förutsättning förstås att getingarna är identiskt lika och att det är<br />
samma luftmängd i båda burkarna. Då är det samma atomer i de båda burkarna. Massan är<br />
densamma.<br />
Testa dig själv 6.4<br />
1. Du står i en buss som bromsar in kraftigt.<br />
a) Vad händer?<br />
Man kastas framåt.<br />
b) Vad beror det på?<br />
Det beror på kroppens tröghet.<br />
2. När du åker karusell åker du runt, runt i en cirkel. Vad kallas en sådan rörelse?<br />
Centralrörelse
3. En släggkastare snurrar runt i ringen med sin slägga.<br />
a) Vad kallas den kraft som tvingar kulan kvar i sin bana?<br />
Centripetalkraft<br />
b) Åt vilket håll är den kraften riktad?<br />
Den är riktad in mot centrum.<br />
4. På bilderna ser vi släggan uppifrån. Släggkastaren släpper kedjan som kulan sitter i. Vilken bild visar hur kulans<br />
fortsatta bana ser ut?<br />
a) b) c) d)<br />
Bild a ärkorrekt!<br />
5. Jorden rör sig runt solen i en nästan cirkelformad bana. Förklara varför.<br />
Jorden påverkas av solens dragningskraft.<br />
6. När du åker karusell känner du hur du pressas utåt.<br />
a) Vad kallas den kraft som du känner av?<br />
Centrifugalkraft<br />
b) Vad beror den kraften på?<br />
Den beror på kroppens tröghet.<br />
7. Förklara varför <strong>till</strong> exempel blöta badbyxor blir torra av centrifugering.<br />
I den trumma som finns i tvättmaskinen finns små hål. När trumman sätts i rotation vid<br />
centrifugeringen så slungas vatten ut genom dessa hål eftersom centripetalkraften där upphör.<br />
Två satelliter skjuts upp <strong>till</strong> olika höjd. Vilken av satelliterna har högst hastighet när de går i omloppsbana kring<br />
jorden? Förklara varför.<br />
Den satellit som är närmast jorden har högst hastighet. Det beror på att den har större kraft att<br />
övervinna i form av jordens dragningskraft. Man kan ju i extremfallet jämföra månens hastighet i sin<br />
bana runt jorden med den hastighet en satellit skulle behöva för att kretsa runt jorden på 100 m höjd,<br />
även om vi bortser från luftmotståndet. På den höjden är jordens krökta form inte märkbar.<br />
Testa dig själv 9.1 (+några <strong>till</strong>)<br />
1. Vilken hastighet har ljus?<br />
1. i vakuum (och i luft)?<br />
300 000 km/s. Man kan också svara 300 000 000 m/s, vilket också kan skrivas som m/s.<br />
2. i vatten?<br />
225 000 km/s.
2. Blir bilden förstorad, förminskad eller oförändrad om du speglar dig i en<br />
a) plan spegel?<br />
Bilden blir oförändrad.<br />
b) konvex spegel?<br />
Bilden blir förminskad. Används t ex som speglar i gatukorsningar och som backspeglar i bilar.<br />
c) konkav spegel (på nära håll)?<br />
Bilden blir förstorad. Används t ex som sminkspegel, rakspegel.<br />
3. Ge exempel på hur man använder sig ava)<br />
a) konkava speglar<br />
Sminkspegel, rakspegel<br />
b) konvexa speglar<br />
I gatukorsningar och som backspeglar i bilar<br />
4. Rita en bild som visar vad som händer när en ljusstråle träffar en plan spegel.<br />
I bilden ska du rita ut normal, infallsvinkel och reflektionsvinkel.<br />
n = normal<br />
i = infallsvinkel<br />
r = reflektionsvinkel<br />
i är alltid lika stor som r, dvs i = r<br />
n ritas alltid vinkelrät mot ytan en stråle träffar<br />
och den ”startar” alltid där strålen träffar ytan.<br />
5. Förr i tiden trodde man att man såg föremål för att det sändes ut osynliga synstrålar från ögonen. Idag vet vi att<br />
det inte är så. Förklara varför du kan se föremål runt omkring dig.<br />
Föremålen träffas av ljus från någon ljuskälla. Ljus reflekteras och en del av det reflekterade ljuset når<br />
våra ögon. Det är därför vi ser föremålen runt omkring oss.<br />
6. Vatten är ett genomskinligt ämne. Varför kan vi ändå se vatten?<br />
Vi kan se vatten trots att det är genomskinligt eftersom en del av det ljus som träffar vattnet<br />
reflekteras.<br />
7. a) Vad för slags spegel är det här?<br />
Konkav spegel<br />
b) Rita av bilden och rita strålarnas fortsatta väg.<br />
c) Hur lång är spegelns brännvidd?<br />
6 mm<br />
n
8. a) Vad för slags spegel är det här?<br />
Konvex spegel<br />
b) Rita av bilden och rita strålarnas fortsatta väg.<br />
c) Hur lång är spegelns brännvidd?<br />
3 mm<br />
9. Bilden föreställer en bilstrålkastare.<br />
a) Var är lampan placerad?<br />
Lampan är placerad i brännpunkten eftersom de spridda strålarna då kommer träffa den konkava<br />
spegelytan och reflekteras ut på sådant sätt att de blir parallella. För att effekten ska bli så bra<br />
som möjligt sätter man upp en sköld som stoppar de strålar som skulle kunna hamna utanför<br />
spegeln.<br />
b) Rita av bilden, rita ut några strålar och hur de reflekteras.<br />
Se bilden <strong>till</strong> höger ovan.<br />
10. Ett ljus står framför en plan spegel enligt bilden. Rita strålgången och den spegelbild som uppkommer.<br />
Det är samma avstånd mellan ljuset och spegeln<br />
som mellan bilden och spegeln.<br />
Bilden är lika stor som ljuset.<br />
11. Rita av bilderna. Rita strålarnas fortsatta väg.
Klockan är tolv och solen skiner på ett moln vars skugga hamnar på marken. Är skuggan större, mindre eller<br />
ungefär lika stor som molnet? Förklara hur du tänker.<br />
Solstrålarna är nästan helt parallella. Skuggans storlek kommer därför att bestämmas av solstrålarnas<br />
vinkel mot jordytan. Låt oss anta att molnet är klotformigt. När solen står högt på himlen blir skuggan<br />
ungefär lika stor och nästan cirkulär. Ju lägre solen står desto större blir solstrålarnas vinkel mot<br />
jordytan och desto mer elliptisk blir skuggan.<br />
12. De båda sidorna av en sked kan liknas vid buktiga speglar. Vilken typ av spegel är skedens utsida respektive<br />
insida?<br />
Insida = konkav spegel Utsida = konvex spegel<br />
13. Vad händer när parallella strålar träffar en konvex spegel? Rita en bild!<br />
Testa dig själv 11.1<br />
Strålarna träffar spegelytan och sprids sedan utåt.<br />
Det bildas ett fokus bakom spegeln där strålarna möts.<br />
1. I vilken eller vilka av följande situationer utför du ett arbete i fysikalisk mening?<br />
a) När du lyfter en kartong med böcker.<br />
b) När du håller en väska med guld i handen.<br />
c) När du drar en kälke på is.<br />
I a och c.<br />
2. Hur lyder mekanikens gyllene regel?<br />
Det man vinner i kraft förlorar man i väg.<br />
3. Ge exempel på lutande plan i verkligheten.<br />
Trappor, skruvar och serpentinvägar<br />
4. Ge exempel på hävstänger i verkligheten.<br />
Gungbräda och spett<br />
5. Marco väger 20 kg. Marcos pappa lyfter Marco 2 m upp i luften.<br />
a) Hur stor kraft behöver pappa använda?<br />
200 N<br />
b) Hur stort är arbetet?<br />
400 Nm<br />
6. Stefan är ute och går på en horisontell väg med en väska i handen. Väskans tyngd är 120 N.<br />
a) Hur stort arbete utför Stefan när han går 100 m längs vägen?<br />
Inget arbete alls.<br />
b) Hur stort arbete utför Stefan när han lyfter upp väskan 50 cm?<br />
60 Nm
7. En låda dras 0,5 m längs ett bord med en dynamo-meter. Hur stort arbete utförs om dynamometern visar 1,6 N?<br />
0,8 Nm<br />
8. a) Hur stort arbete uträttas, om vagnen dras i dynamometern uppför hela planet?<br />
1 Nm<br />
b) Hur stort arbete uträttas, om vi istället lyfter vagnen rakt upp <strong>till</strong><br />
planets övre ände?<br />
1 Nm<br />
c) Hur stor är vagnens massa?<br />
100 g<br />
9. Sara vill gunga gungbräda med sin pappa. Sara väger 25 kg och sitter 3 m från mitten. Saras pappa väger 75 kg.<br />
Hur långt från mitten ska han sätta sig för att det ska väga jämnt?<br />
1 m<br />
En hiss är ofta försedd med en motvikt på det sätt som bilden visar. Motvikten väger ungefär lika<br />
mycket som hissen. Vad gör motvikten för nytta?<br />
Motvikten minskar den energi som krävs för att driva hissen.<br />
Testa dig själv 11.2<br />
1. Mekanisk energi finns av två slag. Vilka?<br />
Lägesenergi och rörelseenergi. (Potentiell energi och kinetisk energi.)<br />
2. I vilken enhet mäts<br />
a) kraft<br />
Newton (N)<br />
b) arbete<br />
Newtonmeter (Nm) eller joule (J)<br />
c) energi<br />
Newtonmeter (Nm) eller joule (J)<br />
d) effekt<br />
Watt (W)
3. Ingela sparkar en boll rakt upp i luften. Efter ett tag vänder den och faller ner igen. Vilken typ av energi har bollen<br />
när den<br />
a) lämnar foten<br />
Rörelseenergi (Kinetisk energi)<br />
b) vänder<br />
Lägesenergi (Potentiell energi)<br />
c) fallit halvvägs ner igen<br />
Den har både läges- och rörelseenergi. (Både potentiell och kinetisk energi.)<br />
4. En låda som väger 6 kg lyfts 2 m rakt uppåt.<br />
a) Hur stor kraft krävs för att lyfta lådan?<br />
60 N<br />
b) Hur stort arbete uträttas?<br />
120 Nm (eller 120 J)<br />
c) Hur stor lägesenergi får lådan?<br />
120 Nm (eller 120 J)<br />
5. Vilken är effekten om ett arbete på 450 J utförs på 2 s?<br />
225 W<br />
6. Pojken som går i trappan på bilden väger 40 kg.<br />
a) Hur stor är pojkens tyngd?<br />
400 N<br />
b) Hur stort arbete uträttar pojken när han springer uppför trappan?<br />
2 000 Nm (eller 2 000 J)<br />
c) Pojken springer uppför trappan på 5 s. Hur stor är effekten?<br />
400 W<br />
7. Martina bär hem 15 kg matvaror <strong>till</strong> andra våningen i ett höghus. Varje våning är 3 m hög och<br />
Martina väger 45 kg. Hur stor är effekten om det tar 1 min för Martina att gå upp <strong>till</strong> sin lägenhet?<br />
60 W<br />
8. En påse med blyhagel väger 800 g. Påsen lyfts 2 m rakt upp och släpps. Hur stor lägesenergi och hur stor<br />
rörelseenergi har påsen när den fallit 25% av sträckan?<br />
Lägesenergin är 12 J och rörelseenergin är 4 J.<br />
En bil kör med hastigheten 72 km/h uppför en backe. Bilen väger 1,2 ton och backen har lutningen 1:5. Det<br />
betyder att bilen kommer 1 m högre upp var femte meter.<br />
a) Hur mycket högre kommer bilen varje sekund?<br />
Bilen kommer att röra sig 4 m uppåt varje sekund.<br />
b) Hur stor är effekten?<br />
Arbetet per sekund är 12 000 ∙ 4 Nm = 48 000 Nm.<br />
Effekten som krävs är alltså 48 000 W = 48 kW.