Lektion 2 " Energiformer och beräkna effekt "

Uppstart

I förra lektionen lärde vi oss om mekanisk energi och att den delas upp i lägesenergi och rörelseenergi.

I en simulation observerade vi en pendelrörelse och såg att den totala energin i det systemet var oförändrad, den växlade mellan lägesenergi och rörelseenergi.

Ni genomförde en undersökning i trapphuset där målet var att få veta hur mycket energi som krävdes för att förflytta sig från markplan upp till våning 4.

Målet med dagens lektion: Repetera begreppen inom energi samt kunna beräkna effekt.

Startuppgift: Vilken eller vilka energiformer tänker du närmast på i samband med:

a ) En gunga                                      b) Mat                                    c ) En stjärna

Länk till naturskyddsföreningen genomgång av energibegreppet.

https://www.naturskyddsforeningen.se/skola/energibegrepp/

Arbetspass

Gemensamt

Vi ska undersöka min effekt och sedan jämföra den med andra föremål som har effekt, exempelvis hårfön, elsparkcykel och mikrovågsugn.

Effekt handlar om hur mycket energi som kan användas per sekund.

För att beräkna effekten så behöver vi veta två saker:

- Hur mycket energi som ska omvandlas.

- Hur lång tid som energiomvandlingen pågår.

Om vi kan omvandla mycket energi på kort tid så har vi hög effekt. Om energiomvandlingen sker långsamt så har vi låg effekt.

I förra lektionen beräknade vi energin som behövdes för att förflytta sig upp till våning 4.

Lägesenergin beräknas så här : Massa  x Gravitationskraft x höjd

Massan är 100 kg

Gravitationskraften är ungefär 10 Newton / kilogram

Vertikal höjd som jag förflyttas är 6,6 meter

Om vi multiplicerar alla delarna ( massa x gravitation x höjd ) så får vi 6600 Nm vilket är samma som 6600 Joule.

Samtala parvis

En hårfön har effekten 1800 W ( Watt )

En mikrovågsugn har effekten 1000 W

En elsparkcykel cirka 500 W

Vilken av produkterna ovan kan omvandla mest energi per sekund ?

Vilken av produkterna ovan kan omvandla minst energi per sekund ?

Vilka energiomvandlingar sker i de olika produkterna ?

Vilken effekt tror du att din lärare har ?

Gemensamt arbete

Vi samlas i trapphuset och testar att springa uppför trappan på tid.

Avslut 

Testa dig själv:

- De finns två former av mekanisk energi. Vilka är de ?

- Vad kallas energiformen som finns i bensin ?

- På vilka två olika sätt kan vi utvinna kärnenergi ?

Lektion 1 " Olika energiformer "

 

Mekanisk energi 

Uppstart
Energi finns i olika energiformer och idag ska vi lära oss mer om den del som kallas för mekanisk energi.

Centrala  begrepp:

• Mekanisk energi
• Lägesenergi
• Rörelseenergi
• Joule, Newtonmeter
• Kraft
• Sträcka
• Arbete
• Effekt
• Att befinna sig i ett system

Startuppgift: Samtala parvis om energiformer som du känner till

https://urplay.se/program/213574-snabbkoll-energi

Arbetspass

Gemensamt

Samling i trapphuset.

Systemet omfattar trappor från källare upp till översta våningen.

Vårat mål:

- Beräkna mekanisk energi för läraren att ta sig upp från källare till översta våningen.

Uppgift 1: 

Vi befinner oss i ett system som utgår från källarplanet och sträcker sig upp till översta våningen.

Beräkna höjden i systemet. Du får en linjal och du kan ta hjälp av miniräknare på mobilen.

Ange höjden i antal meter.

Uppgift 2:

Gå till klassrummet och beräkna den kraft som behövs för att lyfta en massa på 100 kg.

Använd  dynamometer och olika tyngder för att se samband mellan massa och tyngdkraften som verkar på föremålet. Du kan t.ex. undersöka hur mycket kraft dynamometern visar för att lyfta 100 gram.

Uppgift 3:

Mekanisk energi beräknas utifrån tre olika parametrar.

1. Vilken vertikal sträcka ska föremålet flyttas ?

2. Vilken massa har föremålet ?

3 Vilken tyngdkraft gäller i systemet ?

Mekanisk energi = Massa ( anges i kilogram ) 

                                                  X

                              Gravitationskraften ( anges i Newton ) 

                                                  X

                              Sträckan ( anges i meter )

Formeln ser ut så här:

W = F x d

Work = Force x distance       

Enheten för mekanisk energi är Nm ( Newtonmeter )

Egen undersökning

Mekanisk energi kan vi dela upp i rörelseenergi och lägesenergi.

Klicka på länken och undersök de olika energiformerna. Det finns tre olika att välja på, välj den i mitten.

- Vilket samband finns mellan lägesenergi och rörelseenergi ?

https://phet.colorado.edu/en/simulation/pendulum-lab

Parvis arbete

Håller ni med ?

Kalle påstår:

Pendeln rörelse skulle kunna fortsätta i evighet.

Pendeln stannar till slut eftersom det är friktion.

Den mekaniska energin omvandlas helt till värmeenergi.

Gemensam uppgift

Beräkna den mekaniska energin i en pendelrörelse. Enheten för energi är Joule.

Vad behöver vi veta för att beräkna lägesenergin ?

Lägesenergi beräknas: E = m x g x h

E = Energi,  och har enheten Joule.

m = massa ( anges i kilogram )

g = tyngdkraften ( Jordens tyngdkraft är cirka 10 N )

h = höjden i systemet.


Eget arbete

Läs / lyssna på texten s.224 - 225.

Fundera på hur du kan utföra ett enkelt försök för att mäta kroppens effekt. ?


Vad avgör pendelns periodtid ? Massan eller längden på snöret ?  Klicka in på länken och genomför egna undersökningar https://phet.colorado.edu/en/simulation/pendulum-lab

Avslut 

Kan vi utveckla mer effekt än en moped ?

Texten nedan är ett utklipp från sökning på mopedens effekt.

om det drivs av en förbränningsmotor med tändsystem, denna har en slagvolym av högst 50 kubikcentimeter, om det drivs av någon annan typ av motor som bygger på inre förbränning, denna har en nettoeffekt på högst 4 kilowatt. om det drivs av en elektrisk motor, denna har en kontinuerlig märkeffekt av högst 4 kilowatt.