Visa källa för Intro med Fysikens grunder

== Explaining Physics - What is Physics 1A all About? ==

Ett samarbete mellan Engelska 6 och Fysik 1a.

Engelsk fysiklitteratur finns sammanställd här: [http://wikiskola.se/index.php?title=Workshop_om_wikisar#Utvalda_exempel_p.C3.A5_OER-material i ett föredrag jag höll på Utsikten i Nynäshamn]

I synnerhet denna som är riktigt bra:
: Här är en fysikbok jag laddade ner: [[media:Col11406.pdf | CollegePhysicsBook]]. 
: Senaste versionen: Download for free at http://cnx.org/content/col11406/latest/.

Den är modern, rätt nivå och snygg. 1200 sidor. Imponerande. 

Jag hittade en på  [http://cnx.org/ Connexions].

== Lektion 0 ==

=== Styrdokumenten ===

{{PPT | [[media:Introduktion_till_Fysik_1a.pptx‎|Introduktion till Fysik 1a]] }}

=== Vad är fysik? ===

Här finns instruktionen till aktiviteten då vi sköt raketer och kastade bollar:
: [[Vattenraket]]

{{#ev:youtube| i5jvbeITfC8|300|right}}

Vilken fysik tror ni finns i raketexperimentet? Vi ritar en tankekarta.
{{clear}}

=== Fysik är en tillämpning av matematiken ===

{{uppgfacit | '''Hitta parabeln'''
<br />

[[Fil:Vattenraket_flack_bana_nr1.png|400px|right]]

{{clear}}

Titta på grafen i bilden. 

Antag att banan är en parabel. Mät längden och högsta punkten. Räkna fram funktionen. 

Fysik är tillämpad matematik.

'''Tips:''' Använd dig av att du kan läsa av vertex och kan läsa av en skärningspunkt med x-axeln. 

'''Tips om verktyg:''' Använd din a kunskaper från Ma2C eller Geogebra eller WolframAlpha.
|
'''Lösningar:'''
* [http://www.wolframalpha.com/input/?i{{=}}parabola++%2824%2C9%29+%280%2C0%29+%2848%2C0%29 WolframAlpha]
* {{enwp | parabola}}

[[Fil:Ggb_regression_vattenraket.png]]
}}
{{clear}}

=== Hitta en bättre anpassad funktion ===

[[Fil:Vattenraket_flack.png]]

=== Bonusmaterial ===

{{#ev:youtube | hvwpp44Zzu8 | 400  }}

{{clear}}

== Logger Pro ==

[[Fil:Ss-nedladdning_youtube.png‎ | left | Skriv ss före youtube för att ladda ner en film till din dator.]]
[[Fil:Logger_Pro_3_Demo_kast_med_liten_boll_i_ring.png | right | 400px]]
{{clear}}
Vi ska använda Logger Pro. Här kan man skapa punkter direkt i filmen och ta fram funktionen dess utom. Det är ett relativt dyrt program men vi använder testversionen.

'''Uppgift'''

* ladda ner en film från Youtube eller DropBox
* ta in filmen i Logger pro
* Stega fram i filmen och markera bollen eller klotet
* Analysera data. Välj då rätt typ av funktion.
* Skriv ner funktionen
* Ta en skärmdump
** Cms  Shift  3 tar ett foto på bildskärmen.
* Fundera över hur bra din modell är.
* Skriv en kort rapport
** Shift Cmd + gör upphöjt i pages.

{{clear}}

=== Länkar NV12 ===

* http://www.youtube.com/watch?v=2Sq-vRRW2PM
* http://www.youtube.com/watch?v=7zlw6r7khbE
* http://www.youtube.com/watch?v=nYDP4mk1qRA
* http://www.youtube.com/watch?v=CkbNY8IbQlg

=== Så kan en lösning se ut ===

[[media:xx]]

=== Flipp ===

{{flipped | Förbered dig genom att tänka igenom hur du ska göra en '''laboration''' på pendeln
}}

== Lektion 1 - Modeller ==

=== Fysikaliska modeller ===

Man kan förstå och beskriva världen på olika sätt. Inom vetenskapen är man noggrannare med hur begreppen används än vad många människor är i vardagligt tal. En vardagligt sätt att fråga kan vara - Hur tung är du? Och man får då svaret angivet i kilo. En fysiker skiljer här mellan massa som mäts i kilogram och tyngd som mäts i Newton. Det finns många exempel på hur fysikens begrepp har en bredare betydelse i vardagsspråket. Fundera till exempel hur orden kraft och effekt används i olika sammanhang.  

Nedan följer två exempel; först en vardaglig beskrivning av krafters verkan på föremål och därefter en för fysiker korrekt beskrivning. 

'''Vardaglig förståelse:'''
 Det krävs en kraft för att driva något framåt i en konstant fart.

'''Fysikernas beskrivning - Newtons andra lag'''
 En kraft som verkar på ett föremål leder till en accelererad rörelse.

De båda har som du märker helt olika innebörd. Den vardagliga beskrivningen tar hänsyn till friktion (en motriktad kraft), till exempel luftmotståndet som verkar bromsande på en bil. Det andra fallet med Newtons andra lag beskriver en renodlad modell med '''endast en''' kraft som verkar på föremålet.

=== En övning för en introdag ===

{{ TIS | Åke Dahllöf | [[Media:Aristoteles_vs_Newton.pdf| Aristoteles vs Newton]] }}

=== Utvecklingen av fysikaliska modeller ===

Modellen prövas om och om igen. Om den stämmer blir modellen mer etablerad. om den inte stämmer får ma nundersöka mera. Antingen har försöket gjorts fel eller så måste modellen förkastas. Men ofta leder det till att man ger modellen ett tillägg. 

 Vatten fryser vid noll.
 Men om det är salt sjunker fryspunkten.

=== Laboration ===

Sedan gör vi undersökningen av pendeln 1.4 på sid 10.

Vid den efterföljande diskussionen tittar vi på mer teori om [[Pendeln]].

=== Analys av mätresultaten ===

Diskutera frågorna på sidan 11.

Variabler i ett experiment. Vi varierade längden och mätte svängningstiden. Vilka variabler (parametrar) höll vi konstanta? Varför är det viktigt?  

=== Hemarbete ===

'''Läxa''' att läsa sidorna: 7-11.
{{flipped |
'''Till nästa gång''' bör du se igenom innehållet i lektion 2 nedan
}}

== Lektion 2 ==
{{Heureka | 7-18
}}
=== Tiopotenser ===

* [http://www.matteboken.se/lektioner/matte-1/tal/grundpotensform matteboken om grundpotensform]
{{TIS|Åke Dahllöf|Uppgift: [http://wikiskola.se/images/Ovning_i_10potenser.pdf övning i 10potenser]
}}

===  Prefix ===
 
[http://www.matteboken.se/lektioner/matte-1/tal/prefix Matteboken om prefix]

’’Prefix’’’
Se wikipedia: http://sv.wikipedia.org/wiki/SI-prefix

{{TIS|Åke Dahllöf|
* [http://wikiskola.se/images/Ovningsblad_prefix.pdf Övningsblad prefix]
}}

=== Enheter ===

’’’SI-enheterna’’’’

Läs på Wikipedia om [http://sv.wikipedia.org/wiki/SI-enhet SI-enheterna]. 

Du ska alltid räkan med SI-enheter i dina fysikuppgifter. Om du har andra enheter måste du omvandla.

'''Exempel på omvandlingar:'''

* 26 cm = 0.26 m
* 36 km/h = 36 / 3.6 = 10 m/s
* 35 g = 0.035 kg

{{uppgruta|'''Omvandla själv:'''
# 2.4 hg <nowiki>=</nowiki>
# 45 km/h <nowiki>=</nowiki>
# 24 mm <nowiki>=</nowiki>
# 0.005 kg <nowiki>=</nowiki>
# 2 MPa <nowiki>=</nowiki>
# 3.5 bar <nowiki>=</nowiki>
# 40 cm/s <nowiki>=</nowiki>
# Mattos har ett stift med diametern 0.7 mm. Uttryck tvärsnittsarean med SI-enheter.
}}
:
{{TIS|Åke Dahllöf|
* '''Uppgift 1:''' [http://wikiskola.se/images/Ovningsblad_på_att_byta_till_SIenhet.pdf Övningsblad på att byta till SI-enhet]
}}

=== Läxa ===

{{Läxa|
# Läs sidorna 7-18
# Gör uppgifterna på sid 18
}}

== Lektion 3 Värdesiffror mm ==

=== Värdesiffror  ===

En kort förklaring lyder: Ditt svar skall inte innehålla fler värdesiffror än vad du har i dina ingångsvärden. 

Vädresiffror är det antal siffror du får vid en avläsning eller mätning. Ex 3,14 har tre värdesiffror.
Räkna med många decimaler ända tills du ska presntera svaret. Då använder du så många värdesiffror som det är i ditt minst noggranna utgångsvärde.

Ofta tänker man på att en uträkning kan ge väldigt många decimaler. Det är inte praktiskt eller snyggt att svara med alla decimaler som miniräknaren ger. Det ger en falsk bild av noggrannhet. Ditt svar är inte mer exakt än ditt minst exakta startvärde.

{{exruta|
Antag att du mäter diametern på ett runt lock till 23,5 cm. Omkretsen ges av pi*diametern. pi har hur många decimaler som helst och en uträkning med dator kan ge svaret 
: 73.827427359360141103872119507068317778633480885314986

Är det lämpligt? Nej. Din mätning av diametern verkar ha tre värdesiffror. Därför ska du svara med tre värdesiffror. Svara alltså:
: 73,8
}}
:
{{TIS|Åke Dahllöf|
* '''Teori:''' [[Information om värdesifftror]]
}}

{{uppgruta|Åldersskillnad
Använd Wolfram Alpha till att ta reda på jordens ålder och räkna ut åldersskillnaden mellan solen och jorden. 

Svara med rätt antal värdesiffror.
}}

=== Felgränser (Överkurs) ===

Vi '''går inte in p'''å felgränser i denna kurs men den som är intresserad kan läsa vad [http://matmin.kevius.com/avrund.php Bruno kevius] skriver om det.

{{TIS|Åke Dahllöf|
* '''Uppgift 1:''' [http://wikiskola.se/images/Ovningsuppgifter_felgräns.pdf Övningsuppgifter felgräns]
* '''Uppgift 2:''' [http://wikiskola.se/images/Ovningsuppgifter_på_felgränsberäkningar.pdf Övningsuppgifter på felgränsberäkningar]
}}

=== Storheter ===

[[Fil:Skalär storhet förenklad.svg|miniatyr|'''Storhet''', mätetal, prefix och enhet]]
'''Storheter''' används inom främst naturvetenskaper för att beskriva kvantitativa egenskaper hos föremål eller fenomen. En storhet har både storlek och dimension, i vissa fall även riktning. Exempel på storheter är en resas längd, en persons kroppsvikt eller en bils hastighet. Storhetsslag (dimension) i dessa exempel är längd, massa respektive hastighet.

Alla egenskaper är inte kvantitativa. En persons kön och om personen lever eller är död är ''kvalitativa'' egenskaper och beskrivs därför inte med storheter.

{{svwp|Storhet}}
{{clear}}

== Lektion 4 -  Formelhantering ==

{{uppgruta | '''Visa formelhantering''' 

 U {{=}} R*I, I {{=}} U/R. Vilken är den tredje variabeln utlöst.
}}
<br />

Många har använt en triangel som stöd för minnet när det gäller relationen s, v, t och för Ohms lag. [http://www.kjell.com/fraga-kjell/hur-funkar-det/elelektronik/grundlaggande-ellara/vad-ar-elektricitet#sambandet-ohms-lag Kjell.com] har en fin cirkel för kombinationen av Ohms lag och effektformeln. Cirkeln är fin men det är ohållbart att ha trianglar och cirklar för alla upptänkliga formeler. Det är bättre att lära sig formelhanteringen. Då kan man hämta en formel i [[formelsamling]]en och lösa ut den variabel man vill ha fri.
<br />
:
 {{TIS|Åke Dahllöf|
* '''Uppgift 1''': [http://wikiskola.se/images/Ovningsblad_i_formelhantering.pdf Övningsblad i formelhantering]
* '''Uppgift 2:''' [http://wikiskola.se/images/Extra_övningsblad_i_formelhantering.pdf Extra övningsblad i formelhantering]
}}

=== Matteboken.se ===

Läs först denna sida på Matteboken .se om att [http://www.matteboken.se/lektioner/matte-1/algebra/skriva-om-formler skriva om formler]. Titta gärna på filmen på sidan också.

Därefter kan du jobba ned pappersuppgifter som du får av din lärare.

=== Böcker ===

Origo Kurs AB, NVTE,Bonniers, sid 74-76

=== Khan ===

Öva ekvationslösning här på Khan Academy. Det är en av de bästa platserna för detta på nätet. Det finns en karta med övningar från lättaste addition till matte på ungefär C-nivå.

Du kan börja från [http://www.khanacademy.org/exercisedashboard?k början] om du vill men annars har du några länkar till lagom svåra problem nedan:

Länkar till Khan Academy
# [http://www.khanacademy.org/exercise/linear_equations_1 Enkla ekvationer = Linear Equations]
# [http://www.khanacademy.org/exercise/solving_for_a_variable Lös ut en variabel ur uttrycket = Solving for a variable]
# [http://www.khanacademy.org/exercise/converting_between_slope_intercept_and_standard_form Räta linjens ekvation]. Bra för fysikelever som behöver öva manipulering av uttryck.
# [http://www.khanacademy.org/exercise/linear_equations_3 Ekvationer med x på båda sidorna = Linear Equations 3]
# [http://www.khanacademy.org/math/algebra/solving-linear-equations-and-inequalities/solving_for_variable/v/rearrange-formulas-to-isolate-specific-variables Solving for av variable] Film.

Adda gärna mig som din coach. Min mejladress är hakan.elderstig@gmail.com

=== Test på formelhantering och enhetsomvandlingar ===

{{uppgruta |

Detta är ett test som vi använder som diagnos. Detta är '''nödvändig kunskap''' för att kunna lösa fysikproblem.
: [[Ett litet test på att använda fysikformler]]
: [[Formelprov2]]

: [[Test på enhetsomvandlingar nr 1]]
: [[Test på enhetsomvandlingar nr 2]]
: [[Svårt test på Enhetsomvandlingar]]
}}

== Lektion 5 Problemlösning ==

=== Mall för att lösa fysikproblem ===

{{print|
[[Mall för att lösa fysikproblem]]
}}
{{TIS|Åke Dahllöf|
* [http://wikiskola.se/images/Problemlösingsstrategi.pdf En mall med en steg-för-steg-metod som beskriver hur man klöser fysikuppgifter]
}}

== Lektion 6 ==

=== Genomgång ===

Genomgång av testet ovan.
 
=== Extrauppgifter formelhantering ===
 
Om det inte gick som förväntat på testet måste du öva mer på formelhantering. Det gör man med de Extrauppgifter i formelhantering som finns ovan. Pröva även uppgifterna nedan innan vi går igenom dem på tavlan.

{{uppgruta|Formelomvandling
# lös ut T<sub>varm</sub>
#: η <nowiki>=</nowiki> 1 - T<sub>kall</sub>/T<sub>varm</sub>
# lös ut R<sub>2</sub>
#: 1/R <nowiki>=</nowiki> 1/R<sub>1</sub> + 1/R<sub>2</sub> + 1/R<sub>3</sub>
}}

<div class="toccolours mw-collapsible mw-collapsed" style="width:589px">
'''Facit:''' (klicka expandera till höger)
<div class="mw-collapsible-content">'''Uppgift'''
# T<sub>varm</sub> <nowiki>=</nowiki> T<sub>kall</sub> / (1 - η)
# R<sub>2</sub> <nowiki>=</nowiki> R R<sub>1</sub>R<sub>3</sub> / (R<sub>1</sub>R<sub>3</sub> - R R<sub>3</sub> - R R<sub>1</sub>)
:: Multiplicera med minsta gemensamma nämnaren
</div>
</div>
<br />

== Lektion 7 - Allt på en gång ==

Nu sätter vi ihop det vi kan och löser uppgifter som innehåller formler att omforma, prefix, potenser och enheter för att svara med rätt antal värdesiffror. Det är tillåtet att använda bok och dator för att lösa uppgifterna. Presentera utförliga, snygga lösningar.

{{exruta|''Formler, potenser, prefix, enheter och värdesiffror''
'''Potentiell energi'''

 W<sub>P</sub> <nowiki>=</nowiki> mgh
 där m <nowiki>=</nowiki> massan, g <nowiki>=</nowiki> tyngdaccelerationen och h <nowiki>=</nowiki> höjden

'''Fråga:''' Vilken massa har vattnet som passerar vattenkraftverket Harsprånget under en sekund?

Räkna med att den potentiella energin omvandlas till 1.0 GJ under en sekund. Höjden är 107 m och vi antar (för enkelhetens skull) att verkningsgraden är 100%.

'''Fakta:'''
: g <nowiki>=</nowiki> 9.82 m/s<sup>2</sup>   (från formelsamling)
: W<sub>P</sub> <nowiki>=</nowiki> 1.0*10<sup>9</sup> J
: h <nowiki>=</nowiki> 107 m

'''Formel:'''
:  m <nowiki>=</nowiki>W<sub>P</sub> / gh

'''Beräkning:'''
: m  <nowiki>=</nowiki>1.0*10<sup>9</sup> / (9.82 * 107) <nowiki>=</nowiki> 951 710 kg <nowiki>=</nowiki> 9.5*10<sup>5</sup>

'''Svar:''' Ungefär 1000 ton
}}

{{uppgruta|En sida med riktigt utmanande uppgifter finns här:
[[Uppgifter med formler, prefix, potenser, enheter och värdesiffror]]
}}

=== Genomgång ===

'''Genomgång av''': Uppgifter med formler, prefix, potenser, enheter och värdesiffror

{{Läxa|Gör färdigt och repetera de två pappersövningarna hemma:
* Extrauppgifter formelhantering
* Uppgifter med formler, prefix, potenser, enheter och värdesiffror
}}