Ib Bergmann Steen Carlsson Bo Damgaard Karina Goyle Anette Sønderup I FORLAG MALUNG BECK ~ I '

Transkript

1 Ib Bergmann Steen Carlsson Bo Damgaard Karina Goyle Anette Sønderup I I FORLAG MALUNG BECK ~ I '

2 I Ny Prisma 7.:-i """: Ny I'risma 7. Elcvhog Samhørendc titlcr: Ny Prisma 7. Kopimappe A og B Ny Prisma 7. Lærerens bog Ny Prisma 7. IT Forfatterc: Ib Bergmann Steen Carlsson Bo Damgaard Karina Goyle Anette Sonderup Redaktion: Bo Damgaard Forlagsrcdaktion: Kim Bojc Thomsen Lars Tindholdt Bo Ømoscgård Vcnkc Vibe Mettc Tindholdl Palle Hammerager og Forlag Malling Bcck Grafisk tilrettelægning: Trinc Rossle. Lars Tindholdt Omslag: Trine Rossle Tegninger: Claus Rye Nielsen Computergrafik: Trine Rossle. Kirsten Niclsen 3D-grafik: Jcspcr Larsen Ledet Sats: Forlag Malling Bcek Tryk: Spccial-Trykkeriet Viborg a-s 11:1 forlag Malling Beck A/S og forfatterne 1<)99 I. udgavc. IO. oplag 2007 Mckanisk. fotografisk. elektronisk eller anden gcngivelse af dcnnc bog ellcr delc heraf er kun tilladt cfter Copy-Dans rcgler. ISBN 97X Printed in Dcnmark 2006 Fotograficr og andre kilder: Biofoto: 21 L.Gejl. 280 K.C.Petersen. 280 L.Gejl. 87 L.H.Eriksen. 900 L.Sehaek-Nielsen. <)OnE.Forup. 95n.tv O.Andersen. <)5n.th A.Tvevad. %0 N.P.H.Hanscn B.Gynther K.Halberg. 122tv A.Tvevad. 122th JD.Mikkelsen. 123tv E.Hansen. 123th E.Thomsen. 126 K.Garman. 134 L.Gcjl. 138 K.Bcntzcn. 147 K.Sehnaek. 150 JNielsen. 156 P.Marling. 160m L.Serritslev. 167tv L.Gejl. 167th E.Thomsen. 174 O.Akhoj. 177 E.Hansen L.Gcjl Borup Kemi als: 500 Brueghel: 30 Danmarks Natur- og Lægcvidenskabeligc Bibliotck: m. 29n n Daugbjerg Kalkgrubcr: 129 David. L.J.: 32 Dct Kongelige Bibliotek: n DMI: 185 JJcnscn. 193 og 194 JStrandberg Thomas Eisner: 104tv. 104th FOCI: 8 P.Jude m. 110 S.Fraser. lin. 25 Royal Observatory. Edingburgh R.Arias. 280 A&H.FMiehler. 28n M.Dohrn n DrJ.Burgess. 60 JStevenson. 61 R.llarris A.Syred.165 ESO S.Fraser. l72n m. 178n NASA. 182tv. 186tv S.Frascr. 186th. 200 K.Kent S.Frcderiksen a/s Ølgod: 146m, 146n Gcologisk Museum: 118n Gyldcndals Billedbibliotek: 99n IBL BILDBYRO AB: 52 IFOT/Zefa: Internetdump: 169 Kalk- og teglinformation: Klctt Sehulbuehsverlag GmbH: 28m Madsen. P.: 41 Nationalmuseet: 88 NKT: 38 Nordfoto: Forside. 23 TKrakau. 24 S.Baldwin. 40n. 97 N.Mcilvang L n. 164 EJcpscn. 188 R.Cooke. 198 P.Bessard. 206 Otieon: 205 van Ostade. Adrian. National Gallery. London: 31 Polfoto: 18 M.Ovcrgaard Randers Tcgl A/S: Rockwool A/S: n Signatur/GVH: 96n Storm P. Museet: 91 Sundhedsstyrelsen: 100 Sunrise reklamebureau Tivolimuscet: 199n Tony Stonc Images: JPerret. 163 JMarshalJ G.Lepp Tycho Brahe Planetarium: 114 Vejdirektoratet: 22 K. \Veirup: n , , m n Østjysk Elforsyning: 141

3 : Ny Prisma 7 Til eleven Du skal nu i gang med det nye fag fysik/kemi. Indtil 7. klasse har du haft natur/teknik. I Ny Prisma 7 arbejder du videre med meget af det, du har lært i natur/teknik. Der findes en lang række øvelser og opgaver til bogen. Udvælg relevante øvelser og opgaver til temaerne sammen med din lærer. Du kan få yderligere indsigt i bogens temaer ved at bruge det tilhørende it-materiale. I bogen er der svar på mange undre sig over i dagligdagen: ting, som man kan Hvorfor bliver himlen rød ved solnedgang? Hvorfor er det nogen gange regnvejr og andre gange solskin? Hvordan undersøger vi, hvilket metal mønter er lavet af? Hvorfor har mursten forskellig farve? Hvorfor er radiatorer ofte placeret under vinduet? Hvad er drivhuseffekten? Hvornår er elektricitet farlig? God fornøjelse i fysik/kemi-timerne.

4 I Ny Prisma 7 l Indhold 6 Sådan bruger du bogen 8 Vi arbejder med fysik og kemi 10 Hvad er fysik og kemi? 12 Hvordan skaffer man rent vand på skibe? 14 Hvordan dannes saltkrystaller? 16 Hvad sker der, når et stearinlys brænder? 18 Hvilket metal er mønterne lavet af? 20 Hvad falder hurtigst? 22 Hvordan måler jeg farten? 24 Verdens byggesten 26 Atomer er verdens byggesten 30 Grundstoffernes opdagelse 35 Det periodiske system 40 Molekyler 46 Kemien i hjemmet 48 Vand er et kemikalie 51 Syrer og baser 54 Fortynding og neutralisation 56 Salte og krystaller 60 Jorden giver betingelser for liv 62 Jorden udvikles som levested 65 Vigtige luftarter 72 Solen giver liv 86 Lyset fra solen 88 Solen som gud 89 Lysets egenskaber 94 Syn og farver 99 VV-stråling 4 L

5 Ny Prisma Dansen på nattehimlen 108 Stjernebilleder 115 Stjerneskud på nattehimlen 121 Den mystiske måne 126 Boligens materialer. el og varme 128 Byggematerialer 129 Kalk 135 Ler 138 Glas 139 Stenuld 141 Elektricitet 143 El-installationer i boligen 147 Elektricitet kan være livsfarligt 149 El-forbrug 151 Varme 152 Centralvarme 155 Det varme vand 156 Solfangere 159 Indeklima 162 Solen varmer og skaber vejret 164 Vejrforudsigelser 166 Temperatur 171 Vand 175 Lufttryk 178 Introduktion til valgemner 179 Valgemne: Temperatur 183 Valgemne: Nedbør og luftfugtighed 188 Valgemne: Lufttryk 196 Musik og lyd 198 Lyd er energi 202 Hørelsen 206 Resonans 207 Toner 210 Register 5

6 I Ny Prisma 7 I Sådan bruger du bogen Ikoner Ikonerne er symboler, der gør det nemmere at bruge Ny Prisma Tallene viser, hvilke øvelser der findes 1.7 til teksten. Her henvises til øvelsesark 1.6 og øvelsesark 1.7 fra kopimappen. Indholdsfortegnelse I indholdsfortegnelsen på de første sider i bogen kan du se, hvilke temaer Ny Prisma 7 indeholder. I de fleste tilfælde lærer du mest ved at udføre øvelserne, inden du læser teksten. Dette ikon viser, hvor i bogen, du kan læse mere om emnet. Her er der henvist til side IO i bogen. El 3.8 []J Dette ikon viser, at du kan arbejde med øvelser, hvor forskellige måleinstrumenter tilsluttes computer. Her drejer det sig om øvelse 3.8 fra kopimappen. Ikonet viser, at øvelsen af sikkerhedsmæssige grunde skal udføres af læreren. Ikonet bruges også, hvis apparaturet er meget dyrt. 6

7 Ny Prisma 7 Register Bag i bogen findes et register. Brug registeret, hvis du hurtigt skal finde oplysninger inde i bogen. Opslagsordene står i alfabetisk orden. Husketekster Nogle tekster er fremhævet med kursiv. De er vigtige at huske i det fremtidige arbejde med fysik/kemi. Ordforkia ringer Nogle ord er fremhævet i teksten og samtidig markeret med en prik margen. Det fremhævede ord uddybes I en farvet kasse. Spot Belyser det faglige stof på andre måder, f.eks. bruges viden fra andre fag. Hvad har du lært? Efter hvert kapitel findes nogle punkter, som repeterer de vigtigste begreber og sammenhænge i kapitlet. Projektarbejde Temaet "Solen varmer og skaber vejret" er opbygget, så I har mulighed for projektarbejde i fysik/kemi. 7

8

9

10 I Vi arbejder med fysik og kemi Hvad er fysik og kemi? Eksperimenter Den italienske fysiker, Galileo Galilei, medvirkede i høj grad til at gøre eksperimenter til en vigtig del af arbejdsmetoden i naturfagene. Han udarbejdede bl.a. en teori for, hvordan ting falder til jorden. Bagefter viste han ved hjælp af eksperimenter, at teorien var korrekt. Siden Galileis tid har eksperimenter været en selvfølgelig og nødvendig del af arbejdet med fysik og kemi. For at undersøge fysiske og kemiske emner må vi, ligesom Galilei, arbejde med både teori og eksperimenter. Du skal derfor lære at bruge apparatur og måleinstrumenter til at udføre eksperimenter med. Den italienske fysiker Galileo Galilei, Stoffer og fænomener omkring os I fysik og kemi arbejder vi med stoffers og materialers egenskaber. Vi søger f.eks. forklaringer på, hvorfor sølvskeen i suppen bliver varm, mens plastikskeen ikke gør det, eller hvorfor der er kobber inden i ledningen og plastik udenom. Fysikken og kemien giver svar på mange af de fænomener, vi oplever i dagligdagen: Skyer opstår og forsvinder, cyklen ruster, himlen er blå, der kommer kalkpletter på fliserne i badeværelset osv. Det naturvidenskabelige verdensbillede Mennesket har altid gjort sig forestillinger om, hvordan verden er opbygget, lige fra universet til stoffernes mindste bestanddele. Frem til 1600-tallet mente alle mennesker med respekt for sig selv og Gud, at jorden var verdens centrum. Det var derfor et chok for datidens befolkning og kirken, da Galilei påstod, at solen var centrum for solsystemet. Skyer dannes, og biler ruster. To fænomener som fysik og kemi giver svar på. Oldtidens ægyptiske verdensbillede. 10

11 Vi arbejder med fysik og kemi Fysikkens og kemiens verdensbilleder ændrer sig i takt med, at mennesket får mere viden om naturen. Vi skal arbejde med eksempler på tidernes skiftende verdensbilleder. Mennesket naturen. sætter sine spor i Liv og miljø Gennem tv og aviser hører du ofte om ozonlag, drivhuseffekt, iltsvind, opløsningsmidler og syreregn. Alt sammen fysiske eller kemiske forhold, der har betydning for mennesker, dyr og planter. I fysik og kemi arbejder vi også med områder, der giver dig bedre muligheder for at forstå og følge med i debatten om menneskets påvirkninger af miljøet. Teknologi Transistoren blev opfundet for 50 år siden. Nu kan millioner af transistorer placeres på en enkelt chip, kaldet et integreret kredsløb. Anvendelsen af integrerede kredsløb har skabt en revolution indenfor computerverdenen og ændret flere milliarder menneskers hverdag. Ny teknologi er ofte et resultat af nye opdagelser i fysik og kemi. I fysik og kemi kommer du til at arbejde med energikilder, styring og måling med datamaskiner, kemisk produktion og elektronik. Du får derved bedre muligheder for at forstå den viden, der ligger bag en del af den teknologiske udvikling. Stil spørgsmål i fysik og kemi I dette kapitel finder vi svar på en række fysiske og kemiske spørgsmål. I arbejdet med at finde svarene skal du gennemføre eksperimenter for at få et indtryk af, hvordan man arbejder i naturfagene. Ny teknologi ændrer hele tiden vores hverdag. 11

12 Vi arbejder med fysik og kemi Hvordan skaffer man rent vand på skibe? \ Kære kemi-professor Octavia! \ Lars og jeg har læst, at et \ fragtskib med 15 søfolk bruger 15 tons ferskvand hver dag. Hvordan fremstiller man så meget vand ombord på et skib? For at forstå, hvordan vandet renses, skal I kende noget til vands kogepunkt og fordampning, samt hvordan I adskiller stoffer ved filtrering og destillation. Vands kogepunkt og fordampning Først undersøger vi vands kogepunkt. Lav denne opstilling: Kærlig hilsen Kristian og Lars Kære Kristian og Lars Det er rigtigt, at et skib bruger meget ferskvand i løbet af et døgn. Vandet bruges til madlavning, tøj vask, rengøring og personlig hygiejne. Den største del anvendes dog til skibets maskineri. Vi ser, at vandet koger ved 100 0e. Lav herefter denne opstilling: er man nødt til at fremstil- mens det sejler. Ferskvandet le på skibet, Fremstillingsmetoden er i grunden ret enkel. Saltvandet, som skibet sejler i, suges ind i en slags kogeapparat. Her koges vandet fri for saltet. Kogeapparatet kaldes for en ferskvandsgenerator. Vi ser, at vanddampen fortættes til vand, når den rammer metalpladen. Metalpladen er koldere end vanddampen, og derfor fortættes den til vand. 12

13 Vi arbejder med fysik og kemi Adskillelse af stoffer 1.2 Havvandet skal renses for sand og andre større partikler, før det kommer ind i ferskvands generatoren. Det foregår i forskellige filtre. Destillation "Havvandet" skal nu adskilles i fersk- 1.3 vand og salt. Når vi destillerer, udnytter vi, at vand koger ved 100 ae, mens salt først koger ved ae. Filtrering Sand og salt er to rene stoffer. Hvis to rene stoffer er blandet sammen, kan vi ofte adskille dem ved hjælp af filtrering. Salt er opløselig i vand, men det er sand ikke. En filtrering kan foregå på følgende måde:,// I Fyld et bægerglas med snavset "hawand"- en blanding af sand, salt og vand. Fold et stykke filtrerpapir, og anbring det ien tragt. Hæld ca. 50 milliliter "havvand" op i en kolbe. Placer kolben som vist på tegningen. "Havvandet" varmes op, så det koger. Vanddampen løber gennem glasrøret over i det afkølede reagensglas. Dampen fortættes nu til ferskvand. I kolben sidder saltet tilbage på siderne. Saltet er nu inddampet i kolben. Kærlig hilsen kemi-professor Octavia Filtrer "hawandet" over iet andet bægerglas. I har nu adskilt sandet fra saltvandet. 13

14 Vi arbejder med fysik og kemi Hvordan dannes saltkrystaller? Kære kemi-professor Octavia! \ llit Min veninde har været på ferie i det sydlige Polen. Hun har nogle postkort med hjem fra tminerne i Wieliczka. Hvordan kan salt danne sådan nogle flotte, glasklare krystaller? \ Opløselig hed 140 g pr. 100 ml vand Natrium-chlorid 20 Kære Kristina Det er lettere at opløse sukker i varmt vand end i koldt vand. Sådan er det med de fleste stoffer. Stoffernes opløselighed afhænger af vandets temperatur. Du kan selv lave flotte krystaller af salt og mange andre stoffer. Men så må du vide noget om stoffers opløselighed, de forskellige slags opløsninger der findes, og hvordan krystaller dannes. Stoffers opløselighed 1.4 Mange stoffer kan opløses i vand. Du har sikkert selv prøvet at opløse sukker, salt og kakao i vand. Mange af stofferne i fysik- og kemilokalet kan også opløses i vand. o Diagrammet Vandtemperatur C viser, at kalium-nitrats opløselighed er afhængig af temperaturen. Ved O ae kan der kun opløses 13 gram kalium-nitrat i 100 milliliter vand, mens der ved 60 ae kan opløses ca. 110 gram. Køkkensalts opløselighed afhænger ikke ret meget af temperaturen. Der kan kun opløses ca. 3 gram køkkensalt mere pr. 100 milliliter vand, hvis vandets temperatur ændres fra O ae ti I 100 ae. 14

15 I Vi arbejder med fysik og kemi I Tre slags opløsninger Du kan inddele dine opløsninger i tre grupper. Her er kobber-sulfat brugt som eksempel. Umættet Hæld 50 gram kobbersulfat i 100 milliliter kogende vand. Hvis du hælder mere kobbersulfat i vandet, kan det stadig opløses. Sålænge der kan opløses mere kobber-sulfat, er opløsningen umættet. Mættet Fortsætter du med at hælde kobber-sulfat i vandet, kan der på et tidspunkt ikke opløses mere. Opløsningen er mættet. 50 gram kobber-sulfat. 75 gram kobber-sulfat. Overmættet Fortsætter du med at hælde kobber-sulfat i den mættede opløsning, bliver den overmættet. Du kan også overmætte opløsningen ved at afkøle den mættede opløsning fra 100 ae til f.eks. 80 ae. Det over- 75 gram skydende kobber-sul fat kobber-sulfat. udskiller sig som fast stof. Du kan se, at der dannes bundfald i glasset. Når et stof udskiller sig langsomt, kan det danne krystaller. Opløsningen kan også overmættes, når noget af vandet fordamper. Dannelse Kærlig hilsen kemi-professor af krystaller Krystaller af kalium-nitrat dannes hur- 1.6 tigt ved at afkøle opløsningen, da kali- 1.7 um-nitrats opløselighed er meget afhængig af temperaturen. Køkkensalts opløselighed er næsten uafl1ængig af temperaturen. Derfor skal saltkrystaller dannes ved, at vandet fordamper fra opløsningen. Krystallerne bliver store og flotte, hvis stoffet udskiller sig langsomt. Fremstil en mættet opløsning af salt. Stil opløsningen uden låg på et roligt sted, så vandet kan fordampe. Nu har du fine saltkrystaller. Forskellige stoffer danner krystaller med forskellige former og farver. F.eks. er krystallerne fra Wieliczkas saltminer farveløse og terningformede, mens kobber-sulfat giver blå krystaller med form som salmiakpastiller. Octavia 15

16 I Vi arbejder med fysik og kemi: Hvad sker der, når et stearinlys brænder? En dag, da jeg havde min veninde på besøg, tændte vi en masse lys for rigtigt at hygge os. Vi kom så til at snakke om, hvad der egentligt sker, når et stearinlys brænder. Er det kun vægen, der brænder? Smelter stearinen eller brænder 'den? Kærlig hilsen Heidi Kære Heidi For at forstå hvad der sker, når et stearinlys brænder, skal l vide noget om fysiske ændringer og kemiske reaktioner. Fysiske ændringer Varmer du en isklump op, smelter den og bliver til vand. Fortsætter du opvarmningen længe nok, kommer vandet til at koge og bliver efterhånden til damp. \ Hvis dampen afkøles, får du igen vand. Fortsætter du afkølingen, bliver det efterhånden til is. Du kan se, at der er sket nogle fysiske ændringer med vandet, men det er stadig det samme stof - vand. Ved fysiske ændringer omdannes stoffer ikke til andre stoffer. Ved fysiske ændringer kan stoffet altid komme tilbage til udgangspunktet. Kemiske reaktioner Prøv at udføre dette lille forsøg: Kom lidt magnesiumbånd ned i et reagensglas med fortyndet svovlsyre. Hvad sker der? Afkøling Magnesiumbåndet opløses, mens det syder nede i glasset. Der er sket en kemisk reaktion mellem syre og magnesium. 16

17 ~ l Vi arbejder med fysik og kemi I Spørg din lærer, om han vil udføre dette forsøg: Hæld brintoverilte op i et måleglas sammen med lidt opvaskemiddel. Hæld en opløsning af kalium-iodid ned i glasset. Snart begynder det at ryge, og der dannes en forbavsende masse skum. Sæt en glødende træpind ned i skummet og se, hvordan den blusser op. Ved kemiske reaktioner dannes nye stoffer. Ved kemiske reaktioner kan stofferne ikke uden videre komme tilbage til udgangspunktet. Spørg din lærer, om han kan vise dig flere forsøg, der enten er kemiske reaktioner eller fysiske ændringer. Stearinlyset. der brænder Når stearinlyset brænder, foregår det på følgende måde: Varmen smelter steannen, vægen suger steannen op, og steannen brænder sammen med vægen. B 1.10 Der er sket en kemisk reaktion mellem brintoverilte og kalium-iodid. Der er tydeligvis dannet nogle helt andre stoffer. Det er ikke muligt at danne de oprindelige stoffer igen ud fra skummet. Du har her set to eksempler på kemiske reaktioner. Ved kemiske reaktioner sker der tit farveændringer, dannes luftarter, udvikles varme eller opstår bundfald. Her er en mere teknisk forklaring: Ved A sker der en fysisk ændring af stearinen, den smelter som følge af varmen. Herefter suger vægen den smeltede stearin til sig. Ved B sker der så en kemisk reaktion, stearinen brænder, og der dannes nye stoffer. Kærlig hilsen kemi-professor Octavia 17

18 I Vi arbejder med fysik og kemi l Hvilket metal er mønterne lavet af? Kære fysik-professor Baltazar! i Min bedstefar har samlet på mønter i mange år. I hans møntsamling er der et par flotte gamle mønter, der ligner guldmønter. \ \ ' Tag et måleglas vand i. og fyld 50 milliliter Sænk mønterne ned i måleglasset, og vandet stiger. I milliliter vand fylder I cm 3. Stigningen i milliliter vand sva-. ~. 3 rer derfor til mønternes rumlang I cm. i Kan jeg selv undersøge, hvilket metal de er lavet af? 1 I l Kærlig hilsen Anni Kære Anni Ja, det kan du godt. Du skal bare kende møntens massefylde. Den kan du beregne, når du kender møntens rumfang og møntens masse. Rumfang Nu ved du altså, hvor meget mønterne fylder. Så skal du finde deres masse Rumfanget fortæller dig, hvor meget mønten fylder. Rumfang kan måles i kubikcentimeter. Det skrives som cm 3. En terning, hvor længde, bredde og højde er I centimeter, har et rumfang på I cm 3. Dine mønter har ikke form som en terning, men du kan godt finde deres rumfang alligevel. Masse Massen fortæller dig, hvor meget en ting vejer. Du kan veje mønterne på en vægt. Det kan være en skålvægt eller en elektronisk vægt

19 Vi arbejder med fysik og kemi Massefylde 1.16 Massefylde er forholdet mellem masse og rumfang. Massefylden beregnes på denne måde: mønternes masse i gram massefylde =. 3 mønternes rumfang I cm Nedenfor kan du se massen af I cm 3 for seks forskellige stoffer. Når du har beregnet massefylden af dine mønter, kan du se på tegningen, hvilket stof mønterne er lavet af. Vand 1,0 g/cm 3 Kobber 8,9 g/cm 3 Guld 19,3 g/cm 3 Kong Heiron i Syrakus havde købt en guldkrone af byens guldsmed. Men var guldkronen ægte, eller havde guldsmeden fuppet ham og valgt det billigere materiale sølv? Heiron bad Arkimedes om hjælp. Arkimedes vidste, at guld havde en massefylde på ca. 19 g/cm3, mens sølvs massefylde kun var ca. I l g/cm 3. Jern 7,8 g/cm 3 Nikkel 9,0 g/cm 3 Træ 0,7 g/cm 3 Det var umuligt for Arkimedes at beregne rumfanget af guldkronen med de mange slyngninger og gennemskæringer. Et problem ved bestemmelsen er, at mange mønter er fremstillet af en legering. En legering er en blanding af to eller flere metaller. Legeringer får andre egenskaber end de metaller, den er fremstillet af. Legeringen kan f.eks. være stærkere, hårdere, nemmere at forme, have andre smeltepunkter eller måske være magnetisk. Ca. to hundrede år før år nul havde videnskabsmanden Arkimedes i Syrakus et problem, der lignede dit. Arkimedes løste problemet ved at sænke guldkronen ned i et kar, der var fyldt med vand. Det vand, der løb over, måtte svare til guldkronens rumfang. Nu kunne Arkimedes bestemme guldkronens massefylde. Kong Heiron var heldigvis ikke blevet snydt. Massefylden var ca. 19 g/cm3. God fornøjelse med at finde ud af, hvilket metal dine mønter er lavet af! Kærlig hilsen fysik-professor Baltazar 19

20 I Vi arbejder med fysik og kemi i Hvad falder hurtigst? Vi er nogle drenge på gaden, som spiller meget fodbold. For et par dage siden morede vi os med at skyde bolde så højt op i luften som muligt. Bjarne brugte en læderbold, og jeg brugte en gummibold. Men hvilken bold falder hurtigst ned? Bjarne påstår, at hans bold rammer græsset først, fordi læderbolden er tungest. Jeg mener, at min gummibold falder hurtigst, fordi den er lettere end læderbolden. Vi p'røvede, og Jacob stod et stykke væk og kiggede efter. Han mener, at boldene ramte græsplænen samtidigt. Hvem har ret? 20 Kærlig hilsen Bjarne, Jacob og Søren Kære Bjarne. Jacob og Søren Det er nogle spændende iagttagelser, I har gjort. I kan udføre nogle eksperimenter, som viser, hvem der har ret. Prøv at lade to sten falde ned fra bord kanten. Vælg to sten med forskellig masse, og lad dem falde nøjagtig samtidig. De to sten rammer gulvet samtidig uanset massen. Prøv så at lade en sten og et stykke 1.18 stanniol falde samtidig. Her rammer stenen gulvet først. Krøller I stanniolen sammen og lader stanniolkuglen falde samtidig med stenen, rammer stanniolkuglen og stenen gulvet samtidig. Det er luften, som hindrer stanniolen og stenen i at falde lige hurtigt. Få jeres fysiklærer til at vise forsøget med en fjer og et blystykke i et glasrør. Vendes glasrøret lodret, falder blystykket hurtigt ned i glasrørets bund. Fjeren daler derimod langsomt ned. Herefter pumpes det meste af luften ud af røret. Denne gang viser det sig, at fjeren og blystykket falder lige hurtigt.

21 I Vi arbejder med fysik og kemi I Luftmodstanden betyder altså meget for, hvor hurtigt ting falder til jorden. I har nu lært to ting: Genstande falder lige hurtigt uanset massen. I et lufttomt lige hurtigt. rum falder alle genstande Der er mange, som gennem tiden har undret sig over, hvor hurtigt genstande falder. Hvis ikke, skyldes det luftmodstanden. Den græske videnskabsmand Aristoteles ( f.kr.) var den første, som opstillede en teori om genstande, der falder til jorden. Ifølge hans teori falder tunge genstande hurtigere end lette. Han påstod, at et 50-gram lod kun er nået halvvejs, når loo-gram loddet rammer gulvet. Han efterprøvede aldrig teorien i praksis! Først i 1600-tallet modbeviste den italienske fysiker og astronom Galileo Galilei ( ) Aristoteles' teori. Galilei udførte sine forsøg fra det skæve tårn i Pisa. Fra tårnet lod han to kugler med forskellig masse falde mod jorden. Galilei efterprøvede på den måde Aristoteles' teori og fandt ud af, at den var forkert. Når ting kan falde til jorden, skyldes det tyngdekraften. Hvis en sten vejer l kilogram, siger vi, at tyngdekraften trækker i den med en kraft på ca. ION. Enheden N betyder newton. I kan låne en kraftmåler af jeres fysiklærer. Så kan l bestemme tyngdens kraft på forskellige genstande. På jorden trækker tyngdekraften med 1O N i et kilogram. Det var et langt svar, som jeg håber, l er blevet klogere af. Vi må konstatere, at Jacob faktisk havde ret: Boldene rammer jorden samtidig. Kærlig hilsen fysik-professor Baltazar

22 I Vi arbejder med fysik og kemi I Hvordan måler jeg farten? Kære fysik-professor Baltazar! Jeg bor i en landsby, som hedder Engesvang. Her i byen synes vi, at biler og lastbiler kører alt for stærkt gennem hovedgaden. Der er en gruppe forældre, so har henvendt sig til politiet for l at få foretaget nogle fartmålin-, ger. Strækningen Du kan selv bestemme, hvor lang 1.20 strækningen skal være. Find det sted, 1.21 hvor du vil måle bilens fart. Det kan 1.22 f.eks. være fra byskiltet og 50 meter ind i byen. Det er lettest at måle strækningen med et langt målebånd. Kan du ikke skaffe det, må du i gang med tommestok eller meterstok. Jeg kunne godt tænke mig at vide, om man selv kan måle bilernes fart? Kærlig hilsen Trine Kære Trine Du kan faktisk godt måle bilernes fart, men du er nødt til at have en veninde til at hjælpe dig. Fartmålingen bliver ikke lige så nøjagtig, som den politiet foretager. For at regne bilens fart ud, skal du derfor kende den strækning, som bilen kører, og hvor lang tid, bilen er om at køre den. Tiden Du kan måle tiden på et stopur, et elek tronisk armbåndsur med stopur eller på 1.24 et ur med sekundviser. Det sidste kan El være lidt svært at aflæse præcist Den ene stiller sig ved byskiltet med stopuret, mens den anden stiller sig ved 50-metermærket. 22

23 l Vi arbejder med fysik og kemi I I det øjebl ik forenden af bi len passerer byskiltet, starter den ene af jer uret. Når bilens forende så passerer 50-metermærket, klapper den anden over hovedet, og stopuret standses. Farten 1.26 Nu kan I beregne bilens fart ved at di- EJ videre strækningen med tiden: strækning fart = ---- tid I eksemplet målte I, at bilen kørte 50 meter på 3,7 sekunder: fart = ,7 s 13 5~, s Den fart, du måler på denne måde, kaldes gennemsnitsfart. Gennemsnitsfarten fortæller dig, hvor langt bilen bevæger sig pr. tidsenhed. Det var en lidt teknisk gennemgang. Jeg håber, at du er blevet klogere. God fornøjelse med at finde fartsyndere! Kærlig hilsen fysik-professor Baltazar PS: Den fart, som bilens speedometer viser, kaldes øjebliksfart. Det er den, politiet er interesseret i, når de gennemfører en fartkontrol Til daglig er vi ikke vant til at regne med meter pr. sekund. Vi regner derfor farten om til kilometer i timen. Farten I mis betyder: På l sekund kører bilen l meter. På I minut kører bilen 60 meter. På I time kører bilen meter = 3,6 km. Farten l ml s er det samme som farten 3,6 km/t. Nu kan vi regne om til kilometer 13,5 meter pr. sekund i timen: 13,5 mis = 13,5. 3,6 km It = 49 km/t. Bilen har altså kørt pænt gennem byen uden at overskride fartgrænsen på 50 km/t. Politiet kan måle bilernes øjebliksfart radar- eller laserudstyr. ved hjælp af 23