Öva inför NP – Fysik åk 9
Flashcards för fysik åk 9 (Lgr22), förankrade i frisläppta nationella prov. Områden: krafter och rörelse, energi, elektricitet, ljus och ljud, värme, universum. Studiematerial för att öva inför provet – inte ett officiellt prov från Skolverket.
Ämne: Fysik · Nivå: Högstadium (13–15) · 421 kort
Innehåll
- SI-systemet är det internationella måttsystemet. Grundenheten för längd är meter (m), för massa kilogram (kg) och för tid sekund (s).
- Prefixet kilo (k) betyder 1000 (10³). 1 km = 1000 m och 1 kg = 1000 g.
- Prefixet milli (m) betyder en tusendel (10⁻³) och centi (c) betyder en hundradel (10⁻²). 1 mm = 0,001 m och 1 cm = 0,01 m.
- Prefixet mikro (µ) betyder en miljondel (10⁻⁶). 1 µm = 0,000001 m. Nanoteknik handlar om material på nanometernivå (1 nm = 10⁻⁹ m).
- En storhet är något man kan mäta, t.ex. längd eller tid. Varje storhet har en enhet som anger hur den mäts, t.ex. meter eller sekund.
- Kraft mäts i enheten newton (N). 1 N är ungefär den kraft som behövs för att lyfta ett litet äpple (cirka 100 g).
- Energi och arbete mäts i enheten joule (J). 1 J är det arbete som utförs när kraften 1 N flyttar något sträckan 1 m.
- Effekt mäts i enheten watt (W). 1 W = 1 J/s, alltså hur mycket energi som omvandlas per sekund.
- Elektrisk energi i hushåll mäts ofta i kilowattimmar (kWh). 1 kWh är den energi en apparat på 1000 W använder under 1 timme.
- Tyngdkraften är den kraft som drar alla föremål mot jordens mitt. Det är tyngdkraften som gör att saker faller nedåt.
- Tyngdkraften på ett föremål beräknas med F = m · g, där m är massan i kg och g är tyngdaccelerationen, cirka 9,82 N/kg på jorden (ofta avrundat till 10 N/kg).
- Massa och tyngd är inte samma sak. Massan (kg) är mängden materia och är alltid lika. Tyngden (N) är kraften som tyngdkraften ger och kan variera, t.ex. på månen.
- Friktion är en kraft som motverkar rörelse mellan ytor som är i kontakt. Friktionen är riktad åt motsatt håll mot rörelsen.
- Vattenplaning uppstår när en vattenfilm hamnar mellan däcken och vägbanan så att friktionen nästan försvinner. Då går det inte att styra eller bromsa bilen.
- Newtons första lag (tröghetslagen): ett föremål fortsätter att vara i vila eller röra sig med konstant hastighet om ingen resulterande kraft påverkar det.
- Newtons andra lag: en resulterande kraft ger ett föremål en acceleration. Sambandet är F = m · a, där a är accelerationen.
- Newtons tredje lag (lagen om kraft och motkraft): när ett föremål påverkar ett annat med en kraft, påverkar det andra föremålet tillbaka med en lika stor men motriktad kraft.
- En resulterande kraft är summan av alla krafter som verkar på ett föremål. Om krafterna tar ut varandra är den resulterande kraften noll och föremålet är i jämvikt.
- Hastighet beräknas som sträcka delat med tid: v = s / t. Enheten är meter per sekund (m/s) eller kilometer per timme (km/h).
- För att räkna om m/s till km/h multiplicerar man med 3,6. För att gå från km/h till m/s dividerar man med 3,6. Exempel: 10 m/s = 36 km/h.
- Densitet (täthet) anger hur mycket massa som ryms i en viss volym. Densitet beräknas som massa delat med volym: ρ = m / V. Enheten är ofta kg/m³ eller g/cm³.
- Vatten har densiteten 1000 kg/m³ (1 g/cm³). Ett föremål med lägre densitet än vatten flyter, medan ett föremål med högre densitet sjunker.
- Lyftkraft (Arkimedes princip): ett föremål i en vätska eller gas påverkas av en lyftkraft uppåt som är lika stor som tyngden av den vätska eller gas föremålet tränger undan.
- Saltvatten har högre densitet än sötvatten. Därför blir lyftkraften större i saltvatten, och ett fartyg kan lasta mer last i ett salt hav än i ett mindre salt hav.
- Tryck anger hur stor kraft som verkar på en viss yta. Tryck beräknas som kraft delat med area: p = F / A. Enheten är pascal (Pa), där 1 Pa = 1 N/m².
- En liten yta ger högre tryck än en stor yta vid samma kraft. Därför tränger en vass kniv eller en spik lättare igenom, medan breda skidor minskar trycket mot snön.
- I en vätska ökar trycket med djupet. Därför är vattentrycket större längst ner i en sjö än nära ytan. Lufttrycket minskar i stället med höjden ovanför marken.
- En hävstång förstärker en kraft. Ju längre från vridningspunkten (stödpunkten) man trycker, desto mindre kraft behövs för att lyfta en last.
- Moment är kraftens vridande verkan kring en punkt. Moment beräknas som kraft gånger hävarm (avstånd till vridningspunkten): M = F · l. En hävstång är i jämvikt när momenten på båda sidor är lika stora.
- Energiprincipen: energi kan inte skapas eller försvinna, bara omvandlas från en form till en annan. Den totala mängden energi är alltid konstant.
- Lägesenergi är den energi ett föremål har på grund av sin höjd över marken. Ju högre upp och ju tyngre föremålet är, desto mer lägesenergi.
- Lägesenergi beräknas med E = m · g · h, där m är massan, g tyngdaccelerationen och h höjden över en valt noll-nivå.
- Rörelseenergi (kinetisk energi) är den energi ett föremål har på grund av sin rörelse. Ju högre fart och ju större massa, desto mer rörelseenergi.
- När ett föremål faller omvandlas lägesenergi till rörelseenergi. Högst upp är lägesenergin störst och rörelseenergin minst; precis innan nedslaget är det tvärtom.
- Arbete i fysik utförs när en kraft flyttar något en sträcka i kraftens riktning. Arbete beräknas med W = F · s och mäts i joule (J).
- Effekt anger hur snabbt energi omvandlas eller arbete utförs. Effekt beräknas som energi delat med tid: P = E / t, och mäts i watt (W).
- Verkningsgrad anger hur stor del av den tillförda energin som blir nyttig energi. En glödlampa har låg verkningsgrad eftersom mycket energi blir värme i stället för ljus.
- Vid alla energiomvandlingar omvandlas en del av energin till värme som sprids till omgivningen. Denna värme kan oftast inte tas tillvara och kallas ibland för energiförluster.
- Förnybara energikällor fylls på hela tiden och tar inte slut, t.ex. solenergi, vindkraft, vattenkraft och biobränsle. De ger oftast låga utsläpp av koldioxid.
- Icke-förnybara energikällor finns i begränsad mängd och tar så småningom slut. Hit hör fossila bränslen (kol, olja, naturgas) och kärnbränsle (uran).
- Fossila bränslen (kol, olja, naturgas) bildades av döda växter och djur under miljoner år. När de förbränns släpps koldioxid ut som förstärker växthuseffekten.
- I ett vattenkraftverk omvandlas vattnets lägesenergi till rörelseenergi som driver en turbin och en generator, som i sin tur ger elektrisk energi.
- I ett vindkraftverk omvandlas vindens rörelseenergi till elektrisk energi via rotorbladen och en generator. Vindkraft är förnybar men beror på att det blåser.
- Solceller omvandlar solljus direkt till elektrisk energi. Solfångare använder i stället solens strålning för att värma vatten.
- I ett kärnkraftverk klyvs uranatomer (fission) och frigör värme. Värmen kokar vatten till ånga som driver en turbin och en generator. Kärnkraft ger inga koldioxidutsläpp men radioaktivt avfall.
- Biobränsle (t.ex. ved, pellets, etanol) kommer från växter och räknas som förnybart. Förbränning ger koldioxid, men lika mycket som växterna tagit upp, så nettotillskottet kan bli litet.
- Temperatur är ett mått på hur mycket partiklarna i ett ämne rör sig. Ju högre temperatur, desto snabbare rör sig partiklarna. Temperatur mäts i grader Celsius (°C) eller kelvin (K).
- Värme är energi som överförs mellan föremål med olika temperatur. Värme går alltid spontant från det varmare till det kallare föremålet.
- Vatten fryser (blir is) vid 0 °C och kokar vid 100 °C vid normalt lufttryck. Dessa temperaturer kallas vattnets smältpunkt och kokpunkt.
- De tre vanligaste aggregationstillstånden är fast form, vätska och gas. Vatten kan vara is (fast), vatten (vätska) eller vattenånga (gas).