|
|
| (2 mellanliggande sidversioner av samma användare visas inte) |
| Rad 1: |
Rad 1: |
| Denna sida var ''Ett inbäddat lärobjekt''. Den har nu flyttat till [[Mekanik_och_hållfasthetslära]] | | Denna sida var ''Ett inbäddat lärobjekt''. Den har nu flyttat till [[Mekanik_och_hållfasthetslära]] |
|
| |
|
| |
|
| |
|
| |
| === Vektorer - Addition krafter i fjädrar ===
| |
|
| |
| {{#ev:youtube | Yq5m-PEoBIU | 340 | right | Filmen är utan ljud. Försök förklara vad som visas i filmen. }}
| |
|
| |
| En enkel Algodoo med tre fjädrar och deras krafter visade som vektorer.
| |
|
| |
| ==== Jämförelse - Vektorer med GeoGebra ====
| |
|
| |
| <html>
| |
| <iframe scrolling="no" src="https://www.geogebratube.org/material/iframe/id/2368/width/687/height/520/border/888888/rc/false/ai/true/sdz/true/smb/false/stb/false/stbh/true/ld/false/sri/true/at/preferhtml5" width="687px" height="520px" style="border:0px;"> </iframe>
| |
| </html>
| |
|
| |
| Filen finns för nedladdning på [https://www.geogebratube.org/material/show/id/2368 GeoGebraTube]
| |
|
| |
| '''Jämför''': med [[Geometri_Ma1C#Lektion_25_-_Vektorer|Vektorer i Ma1C]]
| |
|
| |
| === En kloss på ett lutande plan ===
| |
|
| |
| [[Fil:Skärmavbild 2017-03-15 kl. 10.31.25.png|400px|höger|En kloss på ett lutande plan]]
| |
|
| |
| [http://www.algodoo.com/algobox/details.php?id=153976 Konstruktionen finns på Algobox].
| |
|
| |
|
| |
| Rita in normalen och friktionskraften i figuren. Addera vektorerna. Fundera över vid vilken lutning klossen glider.
| |
|
| |
| {{clear}}
| |
|
| |
| === Massa och Kraft- Ett labyrintspel ===
| |
| {{#ev:youtube | PPxNsuDb3EM |340|right}}
| |
|
| |
| '''Teori'''
| |
|
| |
| PDF från bokens lärarhandledning
| |
|
| |
| <math>F = mg</math>
| |
|
| |
| Nu ska vi titta på relationen mellan massa och kraft. Det gör vi genom att bygga en raket av en kloss med en viss massa. Vi sätter på raketer som ger en uppåtriktad kraft. I Algodoo finns det gravitation precis som på jorden. Hur stor kraft behövs för att rubba raketen?
| |
|
| |
| {{uppgruta| Skapa ett labyrintspel
| |
|
| |
| Rita en stor kloss.
| |
|
| |
| Måla en bana
| |
|
| |
| Subtrahera det målade med CSG, subtrahera och delete.
| |
|
| |
| Bygg en raket
| |
|
| |
| Lägg in att raketen inte får kollidera och andra villkor för att göra spelet intressantare.
| |
|
| |
| Detta är ett ofärdigt exempel.Ofärdigt för att du ska få id´eer till ditt eget spel. Du kan skapa din egen geometri. Du kan leka med mördare och odödlighet. variera styrkan på rakterna och massan på raketen. Hinder av olika typer är ett måste. Friktion, knivar, luckor. Du bestämmer.
| |
|
| |
| '''Spara''': I sparamenyn kan du välja plats. Skapa en ny folder som heter Algodoo och lägg filen där du hittar den.
| |
|
| |
| '''Lämna in''' på Progress: Teknik 1, '''F4'''.
| |
| }}
| |
|
| |
| '''För mitt exempel''': Sök på [http://www.algodoo.com/algobox/search.php?query=Raketspel&try=true&author=&title=true&description=true&tags=true&groups%5B%5D=1&groups%5B%5D=2&groups%5B%5D=9&groups%5B%5D=11&groups%5B%5D=4&groups%5B%5D=10&groups%5B%5D=12&groups%5B%5D=13&groups%5B%5D=14&groups%5B%5D=18&groups%5B%5D=19&groups%5B%5D=20&createdwith=0&order_by=relevance&direction=DESC raketspel]
| |
| {{clear}}
| |
|
| |
| === Friktion ===
| |
|
| |
| {{#ev:youtube| zEN9jkp7Z8g|340|right|Dragkraften är lika med friktionstalet multiplicerat med normalkraften (i detta fall tyngdkraften)}}
| |
| [[Fil:Följ efter i Algodoo.png|340px|miniatyr|höger|Följ efter är en bra funktion om man gör ett spel eller liknande.]]
| |
|
| |
| Du kan se ett exempel på friktion i [http://www.algodoo.com/algobox/search.php?query=Mekanik+friktion&try=true&author=&title=true&description=true&tags=true&groups%5B%5D=1&groups%5B%5D=2&groups%5B%5D=9&groups%5B%5D=11&groups%5B%5D=4&groups%5B%5D=10&groups%5B%5D=12&groups%5B%5D=13&groups%5B%5D=14&groups%5B%5D=18&groups%5B%5D=19&groups%5B%5D=20&createdwith=0&order_by=relevance&direction=DESC denna konstruktion].
| |
|
| |
| {{uppgruta| Ett spel som liknar Bike Race
| |
|
| |
| Bygg ett fordon och en bana som man kan åka i.
| |
|
| |
| Laborera med friktionen både i hjul och bana.
| |
|
| |
| Hög friktion ibland. ibland låg.
| |
| }}
| |
|
| |
| '''Laboration''' : [[Laborationer_i_Fysik_1#Laboration_-_Friktion|Friktion]]
| |
|
| |
| ==== Varför breda racerdäck? ====
| |
|
| |
| Men om friktionen inte beror på däckens area varför har då racerbilar breda däck?
| |
|
| |
| Det finns flera faktorer varför man ibland väljer breda däck. En förklaring är lägre rullfriktion. {{svwp | Rullmotstånd }} och ger en förklaring. Din '''uppgift''' blir att hitta den i texten.
| |
|
| |
| När det gäller friktionens areaberoende har vi en bra men avancerad förklaring i [http://www.nyteknik.se/popular_teknik/teknikfragan/article246607.ece Ny Tekniks frågaspalt].
| |
|
| |
| Enklaste svaret att ta till sig finns i [http://fragelada.fysik.org/index.asp?id=1046 Frågelådan] hos Nationellt resurscentrum för fysik.
| |
| {{clear}}
| |
|
| |
| === Kraftmoment - Slirar däcket och Gungbrädan ===
| |
|
| |
| {{#ev:youtube| s5lL3pLPAdo|340|right|Man kan låta visa pilar (vektorer) för krafter och moment}}
| |
| [[Fil:Kraftmoment.png|miniatyr|340px|right|Här kan du se hur man räknar med kraftmoment. ]]
| |
| {{#ev:youtube| BSuj0k8oj8M |340|right|Sirar hjulet - hur man hittar värdena.}}
| |
| [[Fil:Slirar hjulet vt-graf.png|340px|miniatyr|höger|Graf med hastigheten som funktion av tiden. Lutningen på grafen innan bilen når maxfart visar accelerationen medan däcket slirar. Detta är en vt-graf.]]
| |
|
| |
| ==== Teori ====
| |
|
| |
| Se även '''kompendiet''' i lärarhandledningen.
| |
|
| |
| Tyngdkraft:
| |
| :<math>F_{mg} = m \cdot g </math>
| |
|
| |
| :där <math>F_{mg}</math> är kraften mätt i Newton [N], m m är massan i kg och g är tyngdaccelerationen = 9.82 m/s<sup>2</sup>
| |
|
| |
| Friktionskraft
| |
| :<math>F_{friktion} = \mu \cdot F_N </math>
| |
|
| |
| :där <math>F_{friktion}</math> är friktionskraften mätt i Newton [N], <math> \mu</math> är friktionstalet och F<sub>N</sub> är normalkraften
| |
|
| |
| :<math>F_{mg} = F_N </math>
| |
|
| |
| [[Fil:Normalkrafter på bil.png|miniatyr|höger]]
| |
| : Normalkraften för exempelvis en kloss är samma som tyngdkraften på plan mark. Det blir annorlunda i en lutning.
| |
| : Normalkraften för ett fordon med två hjul fördelas på hjulen. Om fordonet är symmetriskt är normalkraften på vardera hjulet halva tyngdkraften (se figur).
| |
|
| |
| Vridmomentet / kraftmoment
| |
| :<math>M = l \cdot F </math>
| |
|
| |
| :där M är vridmomentet (kraftmomentet) mätt i Newtonmeter [Nm], l är avståndet mellan motorn och hjulets kontaktpunkt med marken och F är kraften. Vridmomentet betecknas T i Algodoo.
| |
|
| |
| '''Algodoo''': Se också min Algodoo Kraftmoment i balk. Och en gungbräda?
| |
|
| |
|
| |
| '''Laboration/demonstration''':
| |
| [[Laborationer_i_Fysik_1#Kraftmoment | Kraftmoment]]
| |
|
| |
| Algodoo: [http://www.algodoo.com/algobox/search.php?query=kraftmoment+balk+boll&try=true&author=&title=true&description=true&tags=true&groups%5B%5D=1&groups%5B%5D=2&groups%5B%5D=9&groups%5B%5D=11&groups%5B%5D=4&groups%5B%5D=10&groups%5B%5D=12&groups%5B%5D=13&groups%5B%5D=14&groups%5B%5D=18&groups%5B%5D=19&groups%5B%5D=20&createdwith=0&order_by=relevance&direction=DESC Kraftmoment balk boll]
| |
|
| |
| ==== Inlämningsuppgift - Slirar däcket ====
| |
|
| |
| Ta reda på följande i Algodoo:
| |
| : <math>M</math> = Vridmomentet
| |
| : <math>l</math> = hjulradien
| |
| : <math>\mu</math> = friktionstalet
| |
| : <math>m</math> = hela fordonets massa
| |
| : <math>g</math> = tyngdaccelerationen (gravitationen)
| |
|
| |
| {{uppgruta | '''Slirar däcket'''
| |
|
| |
| Undersök din "Bike race"-konstruktion.
| |
|
| |
| * Vilken massa har ditt fordon?
| |
| * Räkna ut tyngdkraften
| |
| * Bestäm normalkraften.
| |
| * Vilket friktionstal har du?
| |
| * Beräkna friktionskraften.
| |
| * Mät radien på däcket.
| |
| * Vilket kraftmoment har du?
| |
| * Beräkna kraften som motorn överför till underlaget.
| |
| * Vilken kraft är störst - friktionskraften eller kraften från motorn?
| |
| * Kommer hjulet att slira?
| |
| * Titta på ditt fordon hur det ser ut - stämmer det?
| |
|
| |
| Du skriver upp alla dina värden och formler i Pages. Sedan utför du beräkningarna och beräknar motorns drivkraft samt friktionskraften. Dra en slutsats om hjulet kommer att slira och jämför med hur det är för ditt fordon i Algodoo. Spara som pdf.
| |
|
| |
| Denna uppgift måste '''lämnas in''' på '''Progress''', '''F4'''
| |
| }}
| |
|
| |
| För att bekanta oss ytterligare bekanta oss med kraftmomenten har vi en övning till.
| |
|
| |
| '''Tips''': markera en rektangel och välj utseende linjal så får du en skala. eller så lägger du på en ny rektangel för då kan du läsa av dess mått och därigenom mäta ditt hjul. Eller så väljer du info och läser av hjulets area så kan du beräkna radien.
| |
|
| |
| '''Exempel på beräkning:''' [[Media: Slirar_hjulet.pdf | Beräkninngar till Slirar hjulet]]
| |
|
| |
| {{clear}}
| |
|
| |
| ==== Gungbrädan ====
| |
|
| |
| [[Fil:Gungbrädan som ekvation.jpg|340px|miniatyr|höger |Gungbrädan som ekvation. Kan du se vilken ekvation som representerar gungbrädan och dess vikter?]]
| |
| [[Fil:Gungbräda för kraftmoment.png|340px|miniatyr|höger|Konstruera en gungbräda som är i balans. Räkna ut vridmomenten och se att det stämmer.]]
| |
|
| |
| {{uppgruta | '''Konstruera en gungbräda'''
| |
|
| |
| Konstruera en gungbräda som är i balans trots att du placerat ut minst tre olika tunga föremål på den.
| |
|
| |
| '''Inlämning''': Här lämnar du in en pdf med en bild på din gungbräda samt beräkningar av summorna kraftmomenten på vänster respektive höger sida. '''Progress F4.'''
| |
| }}
| |
|
| |
| ==== Extrauppgift - kraftmoment ====
| |
|
| |
| {{uppgruta| '''Silent video - kraftmoment'''
| |
|
| |
| Detta är en extrauppgift där du ska ta den här filmen och sätta ljud till den. Du ska kommentera filmen och förklara den. Förklara vad som händer och varför. Det är en A-uppgift.
| |
|
| |
| {{#ev:youtube| aByzn6Oxq10 |340 | right| |balk med kula som rullar. Kraftmoment.}}
| |
|
| |
| '''Bedömningsexempel'''
| |
|
| |
| {{#ev:youtube| j2SJoWMZZ7Q|200|right|Simon och Marcus fillm.}}
| |
| Här är ett exempel på hur elever kommunicerar vad som händer i filmen. De talar om krafter och ger en bra beskrivning av vad som händer. jag skulle dock önskat att de tog med begreppet vridmoment på något sätt. Allt sammantaget är det kommunikation på A-nivå.
| |
|
| |
| }}
| |
| {{clear}}
| |
|
| |
| === Densitet - '''Baljan''' ===
| |
|
| |
| {{#ev:youtube | Lsc6E5b8FCo | 340 | right |Densitet och Arkimedes princip i Algodooo. }}
| |
|
| |
| Vi ska titta på, densitet, mm.
| |
|
| |
| [[Densitet_och_Tryck_Fysik1#Densitet|Densitet]] beskrivs i kursen Fysik 1.
| |
|
| |
| [[Densitet_och_Tryck_Fysik1#Archimeds_princip.2C_s_112-114|Arkimedes princip]] läser du också om i Fysik 1.
| |
|
| |
| Läs också:
| |
| : {{svwp|densitet}}
| |
| : {{svwp|Arkimedes_princip}}
| |
|
| |
| {{uppgruta| Baljan
| |
|
| |
| Bygg en balja och fyll den med vatten.
| |
|
| |
| Lägg i saker och se om de flyter.
| |
|
| |
| Variera densiteten.
| |
|
| |
| Bygg ett skrov av metall och få det att flyta.
| |
|
| |
| Undersök olika kölar.
| |
|
| |
| Sätt på ett segel och lägg in vind.
| |
|
| |
| '''Redovisning''':
| |
| : Du kan göra en rapport och lägga som pdf på Progress.
| |
| : Eller så gör du en film som du lägger på Youtube och ger länken i Progress samt att du bäddar in på Teknilligens. I filmen skapar du objekt som du lägger i vattnet. Du berättar om densiteter och så förklarar du varför saker flyter.
| |
|
| |
| '''Kriterier för C-A''': Du tar reda på formeln för vattnets lyftkraft, Arkimedes princip, och undersöker om den gäller i Algodoo.
| |
| }}
| |
|
| |
| === Rörelsemängd - Bollar i vakuum ===
| |
|
| |
| {{#ev:youtube | dkUcRbG8dp4 |340|right |Elastiska kollisioner.}}
| |
| {{#ev:youtube | lzFijGuXTP0 | 340 | right | Newtons vagga i Algodoo.}}
| |
|
| |
|
| |
| Rörelsemängden hos ett föremål som rör sig är produkten av massan och hastigheten.
| |
|
| |
| Rörelsemängd betecknas vanligen med <math>\mathbf{p}</math> och är en vektor och rörelsemängden kan då skrivas
| |
| :<math>\mathbf{p}= m \mathbf{v}</math>
| |
| där:
| |
| :<math>\mathbf{p}</math> är rörelsemängden (vektor)
| |
| :<math>\ m</math> är massan (skalär)
| |
| :<math>\mathbf{v}</math> är hastigheten (vektor)
| |
|
| |
| {{svwp | Rörelsemängd}}
| |
|
| |
| '''Exempel''': Till höger ser du två klossar som glider friktionsfritt och studsar med elastiska stötar vilket innebär att det är perfekt studs. Ingen energi går förlorad i kollisionerna.
| |
|
| |
| ===== Uppgift =====
| |
|
| |
| Läs gärna {{svwp|ideala_gaslagen}} om hur tryck, volym och temperatur förhåller sig till varandra i en ideal gas.
| |
|
| |
| {{uppgruta | '''Den främmande partikeln'''
| |
|
| |
| {{#ev:youtube | r3vPxstW2HA}}
| |
|
| |
| Min Algodoo som visar gasen som partiklar ser du i filmen.
| |
|
| |
| Beskriv vad som händer i filmen.
| |
|
| |
| Förklara vad som händer i gasen.
| |
| }}
| |
| {{clear}}
| |
|
| |
| === Rörelseenergi och lägesenergi ===
| |
|
| |
| {{#ev:youtube | bntb-4Pf9ls | 340 | right |Lägesenergi och rörelseenerg i Algodooo. }}
| |
|
| |
| Energi är kraft
| |
| : E = F s
| |
| : E_L = m g h
| |
| : E_R = m v<sup>2</sup>/2
| |
|
| |
| Min Newtons vagga. '''???'''
| |
|
| |
| En skateboardåkare kanske. Se ovan...
| |
|
| |
| {{uppgruta | '''Undersök energier i Algodoo'''
| |
|
| |
| Konstruera någon u-ramp eller backe och något som glider eller rullar.
| |
|
| |
| Slå på graffunktionen och se om lägesenergin omvandlas till rörelseenergi.
| |
|
| |
| Hur stora förluster har du på grund av luftmotstånd, friktion och annat.
| |
|
| |
| '''Redovisning''': Gör en kort rapport med bilder och text som förklarar hur energin förändras från lägesenergi till rörelseenergi. Redogör för vilka förluster du har. Ladda upp en pdf med din rapport på Progress: Algodoo.
| |
|
| |
| }}
| |
|
| |
| {{clear}}
| |
|
| |
| === Fler begrepp ===
| |
|
| |
| Masscentrum
| |
|
| |
| Tyngdpunkt
| |
|
| |
| Basyta
| |
|
| |
| teoridokument behövs
| |
|
| |
| Hållfasthet
| |
|
| |
| === Optik ===
| |
|
| |
| Det finns färdiga komponenter men mitt Algodoo hänger sig då.
| |
|
| |
| Den som vill kan bygga egna linser av glas och använda lasern men detta är något vi får utveckla i Fysik 2.
| |
|
| |
| === Goldbergmaskinen ===
| |
| {{#ev:youtube | _KrnQbgwBrs | 340 | right | Ett exempel på Goldbergmaskin. Bygg nu din egen! }}
| |
|
| |
| Titta på några filmer
| |
|
| |
| : [https://www.youtube.com/watch?v=_vacNFcN0is&ebc=ANyPxKpXpYZFockusQlKdUl6b3aHLAlYJtEHt-8S3ouEbN8FrTd856vFRYksCkPo1FkKT3I5-bgU43pK9WIYuqOSTwyOvUihmw Physics AP]
| |
| : [https://www.youtube.com/watch?v=AuUVBprLGKU Armtek - Rube Goldberg - An Epic Domestic Contraption]
| |
| : https://www.youtube.com/watch?v=s-SQwMtG4Pc
| |
|
| |
| Sök på Algobox efter
| |
| : Ultimate Rube Goldberg
| |
| : Rube Awakening
| |
| : eller något
| |
|
| |
| {{uppgruta | '''Slutuppgift - Bygg en Goldbergmaskin'''
| |
|
| |
| Bygg en egen Goldbergmaskin som använder '''''så många fysikaliska eller mekaniska principer som möjligt''.'''
| |
|
| |
| : Exempelvis: kraft, friktion, kraftmoment, lägesenergi, rörelseenergi, fjäderkrafter, tryck, densitet, mm.
| |
| : Saker i Algodoo som är nyttiga: kugghjul, motorer, raketer, mördare, vatten, etc.
| |
|
| |
| Skriv en förklaring i text och bild och redovisa de principer du använt.
| |
|
| |
| Lägg upp den på Algobox.
| |
|
| |
| Filma den och lägg in filmens adress på Progress.
| |
|
| |
| Bedömningen tar hänsyn till konstruktionens tekniska nivå, visade fysikaliska principer samt hur kul den är.
| |
| }}
| |
|
| |
| ==== Exempel på Goldbergmaskiner ====
| |
|
| |
| {{#ev:youtube | Lf9qlcoyJIw | 340 | right | Noas Goldbergmaskin}}
| |
| [[Redovisningar av funktionen och fysiken bakom Goldbergmaskiner]]
| |
|
| |
| {{clear}}
| |
|
| |
| == [[Skapa en strandvarelse inspirerad av Theo Jansen med Algodoo]]==
| |
|
| |
| Det här är ett bonusprojekt du kan göra om du vill.
| |
|
| |
| Länken går till en sida med inspirationsmaterial om The Jansens självgående maskiner.
| |
|
| |
| ''Slut på det inbäddade Lärobjektet Algodoo''
| |