Holdet 2022 FY/j - Undervisningsbeskrivelse

menu

Undervisningsbeskrivelse

Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser
Termin(er) 2022/23 - 2024/25
Institution Aurehøj Gymnasium
Fag og niveau Fysik A
Lærer(e) Lasse Albæk
Hold 2022 FY/j (1j FY, 2j FY, 3j FY)
Oversigt over gennemførte undervisningsforløb
Titel 1 Velkommen
Titel 2 Mekaniske bølger
Titel 3 Lys som bølger
Titel 4 Atomer og lys
Titel 5 Introduktion til energi
Titel 6 Elektricitet 1
Titel 7 Solceller
Titel 8 Kosmologi
Titel 9 Prøve
Titel 10 Varme og faseovergange
Titel 11 Skriftlighed 1.g + 2g
Titel 12 Kernefysik
Titel 13 Elektricitet 2.0
Titel 14 Kinematik
Titel 15 Newtons love
Titel 16 Skriftlighed 3.g
Titel 17 Mekanisk energi
Titel 18 Luftmodstand
Titel 19 Tryk og opdrift
Titel 20 Kræfter og bevægelse i 2 dimensioner
Titel 21 Cirkelbevægelse
Titel 22 Fjedre og harmoniske svingninger
Titel 23 Tyngdefelter og det astronomiske verdensbillede
Titel 24 Elektriske felter
Titel 25 Magnetfelter
Titel 26 Induktion
Titel 27 Batterier 2.0
Titel 28 Elmotorer
Titel 29 Bevægelsesmængde

Beskrivelse af de enkelte undervisningsforløb (1 skema for hvert forløb)
Titel 1 Velkommen

Introduktion til fysik.
Introduktion til Logger Pro.
Indhold
Omfang Estimeret: 1,00 modul
Dækker over: 1 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 2 Mekaniske bølger

Introduktion til fysiske størrelser og enheder i fysik.
Introduktion til anvendelse af formler og beregninger i fysik.
Introduktion til opgaveregning og skriftlige afleveringer i fysik.

Øvelse med simulation af snorbølge.
Kvalitativ forståelse af sammenhængene imellem frekvens, periode, bølgelængde og udbredelsesfart for bølger.

Tvær- og længdebølger og eksempler herpå.
Forsøg om bestemmelse af udbredelsesfarten af hhv. tvær- og længdebølger på en slinkyfjeder.
Beregning af udbredelsesfart ud fra strækning og tid.
Simpel dataindtastning, beregninger og graffortolkning i Logger Pro.

Formlen for frekvens og periode og dens anvendelse.
Bølgeformlen - Udledning og anvendelse.
Aflæsning af fysiske størrelser på grafen for en bølge.

Lydbølger som makro- og mikroskopisk fænomen.
Udbredelsesfartens afhængighed af lydbølgens medie.

Interferens og diffraktion.

Dobbeltspalteforsøg med vandbølger i bølgekar.
Gitterligningen og interferensmønstre ved flere kilder.
Lineær regression i Logger Pro.
Anvendelse af bestemmelsen af en hældningskoefficient til mere præcis bestemmelse af en fysisk størrelse.
Indhold
Kernestof:

Skriftligt arbejde:
Titel Afleveringsdato
Regneaflevering 08-12-2022
Journal Interferensmønster vandbølger 13-12-2022
Omfang Estimeret: 9,00 moduler
Dækker over: 9 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 3 Lys som bølger

Lys som elektromagnetiske bølger.
Det elektromagnetiske spektrum og synligt lys.
Lysets udbredelsesfart.
Bølgeformlen anvendt på elektromagnetiske bølger.

Lysets interferens.
Youngs dobbeltspalteforsøg og dets historiske betydning.
Optiske gitre - Spaltetal og gitterkonstant.
Gitterligningen anvendt på lys.

Forsøg om bestemmelse af bølgelængden af laserlys vha gitterdiffraktion.

Journalskrivning i fysik.
Præsentation af grafer og tabeller i skriftligt arbejde.
Behandling af fejlkilder og usikkerheder.

Farveopfattelse og menneskeligt farvesyn.
Additiv og subtraktiv farveblanding.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 6,00 moduler
Dækker over: 6 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 4 Atomer og lys

Atomers opbygning.
Grundstoffer og isotoper.
Elektroners skalstruktur.

Fotoner og fotonenergi.
Partikel/bølgedualitet.

Atomers energiniveauer og elektrisk potentiel energi i atomer.
Atomers emission og emissionsspektrer.
Forskellige typer af elektronexcitation.
Energiniveauer i brintatomet og Balmerserien.

Forsøg om identifikation af grundstoffer ud fra emissionsspektrer fra spektrallamper.
Identifikation af emissionslinjer ved gitterspektroskopi.
Anvendelse af spektrofotometre til at lave grafer over emissionsspektrer.
Automatisk dataopsamling med Logger Pro.
Anvendelse af databøger til at slå karakteristiske spektrallinjer op.

Forståelse af den fluorescens i lysstofrør.

Absorption og absorptionsspektrer.
Absorptionsspektrers anvendelse i astronomi.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 8,00 moduler
Dækker over: 8 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 5 Introduktion til energi

Introduktion til energiformer.
Energibevarelse.
Energikæder.

Kemisk energi og brændværdi.

Effekt og effektformlen.
Energiforbrug og kWh-pris.

Nyttevirkning.
Energikvalitet og termodynamikkens 2. hovedsætning.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 5,00 moduler
Dækker over: 5 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 6 Elektricitet 1

Elektrisk ladning og strømstyrke.
Elektriske kredsløb og kredsløbsdiagrammer.
Kirchhoffs 1.lov.

Spændingsfald og elektrisk potentiel energi.
Formlen for elektrisk effekt.

Resistans og Ohms lov.
Gode/dårlige ledere.
Bestemmelse af resistans ud fra lineær regression på data fra en strømkarakteristik.

Forsøg om resistans og Ohms lov.
Strømkarakteristikken for en glødepære. Resistansens afhængighed temperatur i en glødetråd.
Mere om journalskrivning i fysik.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 6,00 moduler
Dækker over: 6 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 7 Solceller

Lysintensitet.
Formlen for lysintensitet og areal.
Anvendelse af pyranometer.

Film om kvantemekanik.

Anvendelse af amperemeter og voltmeter og deres placering i et kredsløb.
Solceller som spændingskilde.
Spændingsfaldet i en solcelle forklaret ud fra excitation af elektroner.

Forsøg med solceller.
Bestemmelse af nyttevirkningen for en solcelle.
Bestemmelse af det optimale spændingsfald og strømstyrke for en solcelle.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 5,00 moduler
Dækker over: 5 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 8 Kosmologi

Afstande og størrelsesskalaer i Universet.
Lysår.

Hubbles lov og universets udvidelse.

Big Bang og teoriens 4 søjler.
Udviklingen af Big Bang teorien.
Universets udviklingshistorie.

Kosmologisk rødforskydning.
Formlerne for rødforskydning og for en galakses hastighed.
Bestemmelse af rødforskydning ud fra 2 spektrer.

Repetition af tidligere forløb.

Den kosmiske mikrobølgebaggrundsstråling.
Universets tidlige tilstand som et plasma.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 8,00 moduler
Dækker over: 8 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 9 Prøve

Prøve i energi og elektricitet.
Indhold
Omfang Estimeret: 1,00 modul
Dækker over: 1 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 10 Varme og faseovergange

Temperaturskalaer og temperatur forklaret som gennemsnitligt kinetisk energi.
Temperatur og termisk energi på atomart/molekylært niveau.
Termisk energi og specifik varmekapacitet.
Elevforsøg om bestemmelse af specifik varmekapacitet af metallodder.

Tilstandsformer og faseovergange.
Intermolekylære kræfter og sammenhængen imellem bindingers styrke og smeltepunkt/kogepunkt.
Krystalstrukturer i faste stoffer og termisk energi i faste stoffer.
Latent energi, specifik smeltevarme og specifik fordampningsvarme.
Konsekvenser af vands høje specifikke smeltevarme og fordampningsvarme i dagligdagen.

Elevforsøg om bestemmelse af hhv. vands specifikke varmekapacitet og og vands specifikke fordampningsvarme.
Bestemmelse af sammensatte eller abstrakte fysiske størrelser ud fra hældningskoefficienten i et datasæt.
Metoder til at identificere fejlkilder og usikkerheder i et datasæt, og hvordan man håndterer dem.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 8,00 moduler
Dækker over: 8 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 11 Skriftlighed 1.g + 2g

Løsning af eksamenslignende i fysik.
Betydende cifre of deres betydning. Regler for, hvilket antal betydende cifre et resultat bør angives med.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 3,00 moduler
Dækker over: 3 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 12 Kernefysik

Kernepartikler og elementarpartikler.
Kvarker og sammensætningen af protoner og neutroner.
Standardmodellen for partikelfysik. Den svage og den stærke kernekraft.
Isotoper.

Kernereaktioner og Ioniserende stråling.
Alfahenfald, betaminushenfald og betaplushenfald.
Stof og antistof.
Opskrivning af reaktionsskemaer for kernereaktioner.
Bevarede størrelser: Nukleontal, massetal og leptontal.
Isotopkort, og hvordan kerner bevæger sig i kortet under forskellige henfald.
Elektronindfangning (K-indfangning).
Gammahenfald og kerners exciterede tilstande.

Øvelse med kast af stort antal terninger.
Tilfældigheden ved radioaktive henfald.
Hvordan tilfældighed hænger sammen med et eksponentielt aftagende antal kerner og en eksponentielt aftagende aktivitet.

Aktivitet, henfaldskonstant og sandsynlighed for henfald.
Henfaldsloven og dens betydning.
Differentialkvotienter og matematiske funktioner i fysik.
Halveringstid og den anden form af henfaldsloven.
Henfaldsloven for både antal kerner og for aktivitet.
Forståelse af sammenhængen imellem aktivet, halveringstid og massen af en prøve.

Hvordan GM-rør virker. Detektion af ioniserende stråling.
Forskel på aktivitet og tælletal.
Forsøg om henfaldsloven.
Bestemmelse af halveringstiden ud fra en graf. Bestemmelse af henfaldskonstant og halveringstid ud fra en regression.

Aldersbestemmelse ud fra C-14 datering.
Dannelse af C-14 i atmosfæren.

Absorption af de forskellige typer af ioniserende stråling.
Fare ved radioaktivitet, og hvordan man beskytter imod det.
Absorptionsloven og stoffers absorptionskoefficient.

Forsøg om absorptionsloven. Bestemmelse af regressionskoefficient ud fra regression.
Sammenhængen imellem intensitet og tælletal.

Afstandskvadratloven lys og gammastråling.
Absorption af alfastråling i luft.

Forsøg om afstandskvadratloven.
Lang rapport om afstandskvadratloven, hvor eleverne undersøger om loven er overholdt. De undersøger også hvor i et GM-rør detektion gennemsnitligt sker og hvor stor en procentdel af den modtagne gammastråling, som et GM-rør detekterer. De dykker også igen ned i sammenhængen imellem aktivitet, tælletal of intensitet.

Energi i kernereaktioner.
Massedefekt og dens sammenhæng med energi. Kerners (og elektroners) bindingsenergi.
Forståelse af og diskussion af formlen for sammenhæng imellem masse og energi.
Q-værdi i kernereaktioner.
Q-værdi i alfa- betaminus- og betaplushenfald. Forskellen imellem atommasse og kernemasse.
c i andre enheder.

Kernekraftværker.
Fission og fissile isotoper.
Hvordan et kernekraftværk fungerer. Kædereaktion, kontrolstave og moderator.
Diskussion af fordele og ulemper ved anvendelse af kernekraft. Lidt historie om modstand imod kernekraft i Danmark.

Test i kernefysik.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 25,00 moduler
Dækker over: 28 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 13 Elektricitet 2.0

Genopfriskning af begreberne ladning, strømstyrke, spændingsfald, elektrisk effekt og elektrisk modstand.
Genopfriskning af Ohms lov og Kirchoffs love.

Seriekoblede og parallelkoblede kredsløb.
Kirchoffs love i koblede kredsløb.
Batterier som komponent i elektriske kredsløb.
Polspænding vs hvilespænding.
Indre og ydre resistans.

Elevforsøg om bestemmelse af strømkarakteristik for et batteri.
Grafisk bestemmelse af indre modstand og hvilespænding.
Effekt af et batteri.
(Standardelektrodepotentiale)
Genopfriskning af anvendelse af amperemetre og voltmetre.

Erstatningsresistans i serie- og parallelkoblinger.

Resistansens temperaturafhængighed (kort).
Elektriske sensorer forklaret som ohmmetre.
Voltmetre og ohmmetre er i virkeligheden amperemetre (kort)
Konstantan.

Resistivitet som stofegenskab.Hvilke materialer, der er gode og dårlige ledere.
Resistansens afhængighed af længde og tværsnitsareal af en leder.
Sammenligning imellem resistansen i en metaltråds afhængighed af længde med formlen for erstatningsresistans i en seriekobling. Sammenligning imellem resistansen i en metaltråds afhængighed af tværsnitsareal med formlen for erstatningsresistans i en parallelkobling.

Elevforsøg om bestemmelse af resistivitet for en række metaltråde af forskellige materialer.

Elevforsøg om eftervisning af Joules lov.
Joules forsøg som bevis for ækvivalensen imellem termisk energi og elektrisk energi som energiformer.
Bestemmelse af resistans ud fra potensregression.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 10,00 moduler
Dækker over: 14 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 14 Kinematik

Sted, tid, hastighed, fart og acceleration som fysiske størrelser.
Gennemsnitlig hastighed og øjeblikkelig hastighed.
Sted og hastighed som matematiske funktioner.
Hastighed og acceleration som differentialkvotienter af hhv sted- og hastighedsfunktionen i en bevægelse.
Gennemsnitlig acceleration og øjeblikkelig acceleration.

Strækning som det bestemte integrale af hastighedsfunktionen.
Ændring i hastighed som det bestemte integrale af accelerationsfunktionen.
Evaluering af det bestemte integrale af en funktion som arealet under en graf.

Sted-, hastigheds- og accelerationsfunktioner for bevægelse med hhv. konstant hastighed og konstant acceleration.

Galileis faldlov.
Tyngdeaccelerationen på Jorden.
Elevforsøg om bestemmelse af g.
Hvordan man får data fra de indbyggede sensorer i telefoner.

Bremseformlen.
Tidsuafhængig sammenhæng imellem strækning, hastighedsændring og acceleration.

Videoanalyse i LoggerPro.
Bestemmelse af bevægelsesfunktioner ud fra videoanalyse.
Bestemmelse af acceleration ud fra regression af stedfunktion.

Elevforsøg om skråt kast.
Diskussion af, hvordan man optager en god video til videoanalyse.
Bestemmelse af tyngdeaccelerationen ud fra videoanalyse.
Diskussion af, hvordan bevægelse langs vandret og lodret er uafhængige i et bevægelse i et tyngdefelt.




Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 8,00 moduler
Dækker over: 12 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 15 Newtons love

Hvad er kræfter.
Resulterende kraft.
Normalkraft forklaret ud fra modvilje imod sammenpresning af kemiske bindinger.
Kraftdiagrammer og kræfters angrebspunkt.
Kræfter og andre fysiske størrelser som vektorer.

Newtons 1. og 2. lov.
Newtons 1. lov som et specialtilfælde af 2. lov.
Inertiel masse.

Newtons tyngdelov i rummet og tæt på Jorden.
Bevægelsesfunktioner for det frie fald forklaret.
Tyngdeaccelerationen forskellige steder på Jorden og på andre
himmellegemer.
g som enhed for acceleration.
Tyngdekraft imellem objekter i rummet.
Diskussion af intertiel og gravitationel masse.

Elevforsøg om eftervisning af Newtons 2. lov med luftpudebane og trisse.
Elevforsøg om eftervisning af Newtons 2. lov med Atwoods faldmaskine.
Snorkræfter.
Automatisk dataopsamling med Logger Pro.
Fortsat diskussion af ækvivalensen imellem gravitationel og intertiel masse.

Newtons 3. lov og dens konsekvenser.

Gnidningskræfter.
Coulombs gnidningslov.
Gnidningskoefficienter for materialer forklaret ud fra ujævnheder og intermolekylære kræfter.

Kræfter på en person i en elevator.
Sammenhængen imellem normalkraft og hvad en badevægt viser.
Forskellene på Newtons 1., 2. og 3. lov og hvordan de anvendes.
Indhold
Kernestof:

Skriftligt arbejde:
Titel Afleveringsdato
Skråt kast 19-04-2024
Regneaflevering 6 15-05-2024
Newtons 2. lov 17-05-2024
Omfang Estimeret: 10,00 moduler
Dækker over: 10 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 17 Mekanisk energi

Kræfters arbejde.
Kraft og strækning som vektorer.
Arbejdets sammenhæng med vinkel og arbejdet som prikprodukt imellem kraft og strækning.
Formlen for sammenhæng imellem kraft og effekt.

Kinetisk energi forklaret ud fra arbejde. Arbejde som ændring i kinetisk energi.
Potentiel energi forklaret ud fra arbejde.
Formlerne for hhv. kinetisk og gravitationel potentiel energi udledt ud fra formlen for arbejde.

Forsøg med videoanalyse af en hoppende bold.
Udregning og analyse af kinetisk, potentiel og mekanisk energi for en hoppende bold.
Den mekaniske energis bevarelse. Konservative og ikke-konservative kræfter.

Formler for regning af mekanikopgaver, hvor bevarelse af mekanisk energi anvendes.

Gnidningskræfters arbejde.
Normalkræfters arbejde.
Regning på situationer, hvor flere kræfter udfører arbejde.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 5,50 moduler
Dækker over: 5,5 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 18 Luftmodstand

Luftmostand som kraft. Forklaring af luftmodstand som kraft fra sammenstød med luftmolekyler.
Formlen for luftmodstand ved turbulent strømning forklaret og diskuteret.
Udviklingen af et objekts fart i et fald med luftmodstand.

Forsøg om bestemmelse af faldende kaffefiltres formfaktor.
Dataopsamling med afstandsmåler.
Terminalhastighed og sammenhængen imellem luftmodstand og tyngdekraft ved terminalhastighed.
At finde terminalhastighed på hhv. en stedgraf og en hastighedsgraf.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 2,00 moduler
Dækker over: 2 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 19 Tryk og opdrift

Tryk som fysisk størrelse.
Tryk imellem overflader.
Tryk i gasser og væsker forklaret ud fra sammenstød imellem molekyler.
Temperaturs og molekyletætheds betydning for trykket i en gas forklaret (idealgasligningen).

Trykket i Jordens atmosfære.
Standardtrykket.
Forklaring og analyse af de Magdeburgske halvkugler og lignende situationer. Diskussion af menneskekroppen placeret i vakuum.
Diskussion og forklaring af, hvorfor trykket i atmosfæren falder med højde.
Gasser kan presses sammen, og væsker kan ikke.
Forståelse af sammenhængen imellem lufttryk og luftmodstand.

Udledning af formlen for trykket i en væskesøjle ud fra kraftanalyse.
Diskussion af, hvorfor trykket må stige med dybde.

Opdrift som summen af trykkræfterne på et objekt.
Udledning af formlen for opdrift på et delvist nedsunket legeme ud fra kraftanalyse.
Diskussion af den principielle forskel imellem opdriftskraften og tyngdekraften på den fortrængte væske/gas.
Opdrift i gas og væsker. Forklaringer af hhv. metalskibe, varmluftballoner og andre eksempler.
Sammenhængen imellem opdrift, densitet og objekters evne til at flyde på en væske.

Forsøg med nedsænkning af en metalstang i en væske, som står på en vægt.
Grafisk undersøgelse af om formlen for tryk i en væskesøjle er overholdt.
Grafisk undersøgelse af om formlen for opdrift er overholdt.
Anvendelse af en vægt som en måler af normalkraft.
Analyse af kræfterne på en væske med hjælp fra Newtons 3. lov.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 6,00 moduler
Dækker over: 6 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 20 Kræfter og bevægelse i 2 dimensioner

Kræfter som vektorer med koodinater.
Hvordan man finder x- og y-komposanterne for en kraftvektor.

Kraftanalyse i 2 dimensioner.
Newtons love i 2 dimensioner.
Acceleration som vektor.
Løsning af og tegning af opgaver med kræfter i 2 dimensioner.

Analyse af kræfterne på et objekt på et skråplan.
Drejning og placering af koordinatsystemet, så akserne ligger smart.

Forsøg med bestemmelse af kræfterne på et skråplan.
Bestemmelse af dynamisk og statisk gnidningskoefficient på et skråplan.
Newtonmetre.

Vandret og skråt kast genbesøgt.
Sted- og hastighedsfunktioner i 2 dimensioner.
Sted og hastighed som vektorer.
Formler længde og højde af hhv. vandret og skråt kast.
Diskussion af aksernes uafhængighed.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 6,00 moduler
Dækker over: 6 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 21 Cirkelbevægelse

Radianer, grader og formlen for buelængde.
Vinkelhastighed.
Jævn cirkelbevægelse.
Forskellen på konstant fart og konstant hastighed.
Sammenhænge imellem vinkelhastighed, radius, fart, periode og frekvens i en jævn cirkelbevægelse.

Stedfunktionen som en 2-dimensionel vektorfunktion.
Stedfunktioner, hastighedsfunktioner og accelerationsfunktioner for et objekt, som bevæger sig i en jævn cirkelbevægelse.
Graferne for bevægelsesfunktionerne i en jævn cirkelbevægelse.
Differentiation af vektorfunktioner med hensyn til tiden.
Centripetalacceleration og dens sammenhænge med andre størrelser.

Videoanalyse af en jævn cirkelbevægelse.
Bestemmelse af vinkelhastighed og centripetalacceleration ud fra regression med trigonometriske funktioner.

Centripetalkraft
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 6,00 moduler
Dækker over: 7 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 22 Fjedre og harmoniske svingninger

Hookes lov for elastiske kræfter
Forståelse af, hvad en hhv. stor og lille fjederkonstant betyder
Forklaring af, hvor elastiske kræfter kommer fra - Alle faste stoffer kan være fjedre
Hookes lov som en empirisk lov
Forklaring af Newtonmetre
Elevforsøg med bestemmelse af fjederkonstanten for fjederen i et Newtonmeter

Hookes lov for en ophængt fjeder med belastning
Den nye elastiske kraft på et lod hængende i en fjeder som summen af fjederkraft og tyngdekraft på loddet
Forståelse af, hvordan Hookes lov gør, at fjedre svinger

Elastisk og plastisk deformation - Lad være med at ødelægge jeres fjedre
Plastisk deformation forklaret som permanent ændring i gitterstrukturen af atomer eller molekyler

Udledning af harmoniske bevægelsesfunktioner for et lod svingende i en fjeder ud fra Newtons 2. lov
Forståelse af, hvorfor acceleration er rettet modsat af sted
Definition af vinkelfrekvensen for en svingning
Sammenligninger af bevægelsesfunktionerne for en harmonisk svingning og den jævne cirkelbevægelse. Forståelse af, at matematikken bag er den samme, selvom fysikken er forskellig. Vinkelfrekvens forklaret, som en egenskab, der ikke har nogen direkte fysisk fortolkning i modsætning til vinkelhastigheden i en jævn cirkelbevægelse
Faseforskydning

Sammenhæng imellem vinkelfrekvens, frekvens og periode. Sammenhæng imellem masse, fjederkonstant og periode for en svingning
Den harmoniske svingning som en idealiseret model, som kun kan lade sig gøre med en fjeder uden masse og uden friktion
Amplituden af en svingning

Todelt elevforsøg om afprøvning af formlerne for en harmonisk svingning
Bestemmelse af sted- og hastighedsfunktioner for et svingende lod vha. en bevægelsessensor. Bestemmelse af vinkelfrekvens og fjederkonstant ud fra regression
Undersøgelse af, om den mekaniske energi er bevaret for et svingende lod
Undersøgelse af, om sammenhængen imellem en svingnings periode og et lods masse er overholdt. bestemmelse af fjederkonstant ud fra regression
Bestemmelse af fjederkonstanten direkte ud fra målinger af forlængelse af en fjeder og anvendelse af Hookes lov

Den potentielle energi oplagret i en sammenpresset eller strukket fjeder
Konservative kræfter (kort)
Idealiserede elastiske kræfter som konservative kræfter, der bevarer den mekaniske energi
Anvendelse af bevarelse af mekanisk energi for en fjeder til at bestemme farten af objekter

Den mekaniske energi oplagret i et svingende system af fjeder og lod
Afrunding og opsummering
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 8,50 moduler
Dækker over: 8,5 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 23 Tyngdefelter og det astronomiske verdensbillede

Introduktion til felter - Skalarfelter og vektorfelter
Eksempler på hhv. skalarfelter og vektorfelter
Feltlinjer og hvordan de fortolkes
Radiale og homogene vektorfelter

Repetition af Newtons tyngdelov
Forholdet imellem Newtons tyngdelov og tyngdefeltet
Formlen for tyngdefeltet
Tyngdefeltet som et udtryk for tyngdeaccelerationen i en given position ("tyngdeaccelerationsfelt")
Forståelse af sammenhængen imellem tyngdefelt, masse og tyngdekraft

Tyngdefeltet nær Jordens overflade som et eksempel på et homogent tyngdefelt
Tyngdefelter på overfladen af andre planeter og himmellegemer
Samtale om det homogene felt som en god approksimation af virkeligheden
Tyngdefeltet rundt om en planet som et radielt tyngdefelt
Summation af vektorfelter i situationer med mere end 2 legemer

Potentiel energi i et radialt tyngdefelt
Samtale om, hvorfor nulpunktet for den potentielle energi sættes ved uendelig afstand. Sammenligning imellem den negative potentielle energi i et tyngdefelt og de negative energiniveauer i et atom
Potentiel energi i et radialt tyngdefelt forklaret som den energi, et objekt skal tilføres for at forlade tyngdefeltet
Sammenligning imellem formlen for potentiel energi i hhv. et homogent tyngdefelt og et radialt tyngdefelt og samtale om, hvornår man anvender hhv. den ene og den anden formel. Samtale om nulpunkter og hvordan man kun kan regne forskellig i potentiel energi

Formlen for mekanisk energi i et radialt tyngdefelt
Bevarelse af mekanisk energi for himmellegemer og satellitter i Solsystemet
Den masseinvariante formel, som kan udledes ud fra bevarelse af mekanisk energi
Undvigelseshastigheden for et objekt i et tyngdefelt, og hvad den betyder

Historiske nedslag i udviklingen af det astronomiske verdensbillede
Aristoteles verdensbillede med perfekte sfærer
Ptolemæus' verdensbillede med epicykler som forklaring på planeternes retrograde bevægelse
Gennemgang af den virkelige forklaring på planeters retrograde bevægelse med udgangspunkt i Mars' og jordens bane
Kopernikus' heliocentriske verdensbillede
Tycho Brahes verdensbillede
Johannes Keplers gennembrud med elliptiske kredsløb som en mere præcis model til at forudsige planeternes positioner
Galileis anvendelse af kikkert til at opdage Jupiters måner. Jupiters måner som bekræftelse af et Univers med flere centrummer for rotation
Venus faser som yderligere bevis for et heliocentrisk Univers

Keplers 3 love
Aphel og perihel
Keplers 2. lov forklaret ud fra bevarelse af en planets mekaniske energi i et radialt tyngdefelt fra Solen. Ændringer i kinetisk og potentiel energi, når planeter og kometer kredser om Solen og hvordan dette forklarer ændringer i planetens eller kometens fart
Formlen for farten i et cirkulært kredsløb i et radialt tyngdefelt
Keplers 3. lov forklaret ud fra forskelle i farter for cirkulære kredsløb i forskellige afstande til det, som tiltrækker
Sammenligning af formlerne for hhv. undvigelseshastighed og farten i et cirkulært kredsløb
Formlen for mekanisk energi i cirkulært kredsløb i et radialt tyngdefelt
Sammenligning af grafen for mekanisk energi i et cirkulært kredsløb og energiniveauerne i et atom
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 6,00 moduler
Dækker over: 6 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 24 Elektriske felter

Coulombs lov for elektrisk kraft imellem punktladninger
Sammenligning imellem Coulombs lov, Newtons tyngdelov og afstandskvadratloven

Definition af det elektriske felt som elektrisk kraft per ladning
Feltlinjer for elektriske felter
Det elektriske felt rundt om en isoleret punktladning
Det elektriske felt imellem to punktladninger. Vektoraddition til at forstå, hvordan 2 elektriske felter lægges sammen
Samtale om, hvordan det elektriske felt IKKE angiver en acceleration i modsætning til tyngdefeltet. Det elektriske felt som en matematisk hjælpestørrelse

Kapacitoren som komponent i et elektrisk kredsløb
Formlen for det elektriske felt i en kapacitor
Forståelse af sammenhængen imellem elektriske felter, elektrisk energi og spændingsforskel
Samtale om hvorfor afstanden imellem kapacitorplader har betydning for det elektriske felt
Diskussion af approksimationer og fysiske modeller ud fra kapacitorformlen, som principielt kun gælder for uendelige plader

Forståelse af, hvordan ladede partikler vil reagere på et homogent elektrisk felt
Enheden elektronvolt og dens fysiske fortolkning i en kapacitor
Afbøjning af ladede partikler i et homogent elektrisk felt
Sammenligning imellem afbøjning af en elektron og det vandrette kast i kinematik

Demonstrationsforsøg med afbøjning af elektroner i et homogent elektrisk felt i et elektronstrålerør
Billedanalyse i Logger Pro
Afprøvning af formlerne for afbøjning af ladede partikler i et homogent elektrisk felt
Sammenhæng imellem accelerationsspændingen og elektroners starhastighed og kinetiske energi
Afprøvning af sammenhæng imellem spændingsfald over en kapacitor og det elektriske felt i kapacitoren

Forklaring af, hvad en elektrisk dipol er
Samtale om, hvordan elektrisk felter kun forekommer, når der er en separation af positiv og negativ ladning
Diskussion af, hvad elektrisk energi er. Er den elektriske energi et resultat af ladningsseparation, eller er den oplagret i selve det elektriske felt?
Hertz forsøg om dannelse af elektromagnetiske bølger forklaret
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 6,00 moduler
Dækker over: 6 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 25 Magnetfelter

Magnetfeltet om hhv. en stangmagnet og en hesteskomagnet
Tegning af feltlinjer fra Nord- til Sydpol
Homogent magnetfelt
Magnetisk dipol
Jordens magnetfelt og den omvendte Nord/Sydpol-situation

Kraften på en ladet partikel i et magnetfelt
Højrehånds- og venstrehåndsreglen
Partikler skal både have en ladning og være i bevægelse og bevæge sig i det rigtige plan for at opleve en magnetisk kraft
Forståelse af vinklens betydning for størrelsen af den magnetiske kraft
Magnetfeltleg med ladede elever til at forstå højre- og venstrehåndsreglen

Ladede partiklers jævne cirkelbevægelse i et homogent magnetfelt
Det homogene magnetfelt imellem 2 Helmholtzspoler
Demonstrationsforsøg af afbøjning af elektroner med hhv. en stangmagnet og Helmholtzspoler
Formler for den jævne cirkelbevægelse i et homogent magnetfelt
Diskussion af betydningen af hhv. magnetfeltstyrke, hastighed, ladning og masses betydning for radius i cirkelbevægelsen. Afprøvning af betydningen af hastighed og magnetfeltstyrke for radius af en partikels bevægelse
Afbøjning af solvinden i Jordens magnetfelt

Afbøjning af partikler i det homogene magnetfelt i et boblekammer (på billeder)
Forståelse af sammenhængen imellem fart, ladning og radius af de observerede partikler

Elektromagneter og deres forskellige magnetfelter. Særligt felterne fra en lige leder, en spole og Helmholtzspoler
Sammenhængen imellem strømstyrke og magnetfelter
Højrehåndsreglen for dannelse af magnetfelter
Forstærkelse af feltet fra en elektromagnet med en jernkerne
Ferromagnetisme og permanente magneter
Forklaring af ferromagnetisme ud fra elektroners kredsløb og spin

Laplaces lov og kraften på en leder i et magnetfelt
Laplaces lov forklaret som en udbygning af formlen for magnetisk kraft på en partikel
Diskussion af ligheder imellem højrehåndsreglen og lillefingerreglen, og hvad der er mest anvendeligt
Demonstration af Laplaces lov med en "strømvægt", som påvirkes af en magnetisk kraft, når der løber en strøm igennem den

Elevforsøg om afprøvning af Laplaces lov med en strømvægt
Newtons 3. lov for den magnetiske kraft
Undersøgelse af, hvordan størrelsen af den magnetiske kraft afhænger af hhv. strømstyrke, længde af leder og styrke af magnetfeltet
Diskussion af, hvornår hhv. proportionel og lineær regression er mest relevant i databehandling
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 8,00 moduler
Dækker over: 8 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 26 Induktion

Definition af magnetisk flux
B som magnetisk fluxtæthed
Magnetisk flux som prikprodukt imellem magnetfeltet og normalvektor til plan
Samtale om de 3 forskellige måder, man kan ændre den magnetiske flux

Faradays induktionslov
Spoler og vindinger
Demonstrationsforsøg med induktion af strøm i en spole
Demonstrationsforsøg med cykellygte
Hastighedens betydning for det inducerede spændingsfald

Grafisk bestemmelse af spændingsfald ud fra en (t,Phi)-graf
Grafisk bestemmelse af ændring i magnetisk flux ud fra en (t,U)-graf
Bestemmelse af en magnets feltstyrke ud fra en (t,U)-graf

Induceret spændingsfald på en lige leder i bevægelse

Lenz' lov
"Retning" af spændingsfald og magnetisk flux
Forklaring af virkningen af magnetiske bremser ud fra Lenz' lov
Lenz' lov og bevarelse af energi
Grafisk sammenhæng imellem induceret spændingsfald, strøm og magnetisk flux i 2 spoler forklaret ud fra Faradays og Lenz' lov
Demonstrationsforsøg med en induktionskogeplade

Vekselstrømsgeneratorer forklaret ud fra Faradays induktionslov
Demonstrationsforsøg med en 1-faset vekselstrømsgenerator
Det effektive spændingsfald i hhv. Danmark og USA
3-faset vekselspænding og kraftspænding
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 5,00 moduler
Dækker over: 5 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 27 Batterier 2.0

Repetition af modellen af et batteri som sammensat af en idealiseret spændingskilde og en indre modstand (se det oprindelige forløb om batterier)
Maksimal effekt af et batteri.

Nyttevirkning af et batteri
Forskellen på et element og et batteri
Serie- og parallelkobling af elementer til at danne et batteri
Formler for hvilespænding og indre resistans for serie- og parallelkoblede elementer

Op- og afladning af et batteri
Ladningstilstand
Ændring i hhv. ladning og ladningstilstand som funktion af tid. Formler for op- eller afladning ved konstant strømstyrke og variabel strømstyrke

Nominalt spændingsfald
Hurtigopladning og lynopladning
Sammenhængen imellem effekt, maksimalt energiindhold og ændring af ladningstilstand for et batteri.
Formler for op- eller afladning ved hhv. konstant effekt og variabel effekt
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 4,00 moduler
Dækker over: 4 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 28 Elmotorer

Opbygning af en elmotor og dens forskellige dele.
Forståelse af, hvordan magnetisk kraft driver en elmotor.
Udledning af formlen for motorkraft ud fra Laplaces lov.
Motorkonstanten for en elmotor.

Induceret spændingsfald i en elmotor.
Forståelse af, hvordan den inducerede spændings er en modspænding, som modarbejder det pålagte spændingsfald.
Forståelse af betydningen af vinkelhastigheden for det inducerede spændingsfald.

Model af en elmotor som komponent i et elektrisk kredsløb - Den karakteristiske ligning for en elmotor som komponent i et elektrisk kredsløb.
Vindingsresistans.
De 2 forskellige formler for mekanisk effekt af en elmotor.

Mekanisk, elektrisk og termisk effekt af en elmotor.
Nyttevirkning af en elmotor.
Forståelse af, hvordan motorkonstanten påvirker motorkraft, effekt og nyttevirkning af en elmotor. Diskussion af, hvordan man kan lave en motor med større motorkonstant.

Elevforsøg med elmotor.
Belastningen af en elmotor og hvordan den svarer til motorkraften ved konstant omdrejningstal.
Sammenhæng imellem omdrejningstal og vinkelhastighed af en elmotor.
Måling af strømkarakteristisk for en elmotor ved konstant vinkelfrekvens.
Grafisk bestemmelse af vindingsresistans og induceret spændingsfald i motoren ud fra strømkarakteristik.
Måling af motorkonstanten for en elmotor ud fra målinger ved forskellige vinkelfrekvenser.

Gearingsforhold.
Gearingsforholdets betydning for nyttevirkningen af en elmotor.
Sammenhæng imellem fremdriftskraft og motorkraft i en elbil med gearing.
Sammenhæng imellem mekanisk effekt og fart for en elbil, som kører med konstant fart.
Rullemodstand og analyse af kræfterne på en bil i bevægelse.

Definition af kraftmoment.
Sammenhæng imellem kraftmoment af en motor og kraftmoment på en elbils hjul med og uden gearing.

Kraftmoment og mekanisk effekt af en elmotor.
Indsættelse af kraftmoment i alle de karakteristiske ligninger for en elmotor.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 9,00 moduler
Dækker over: 9 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 29 Bevægelsesmængde

Definition af bevægelsesmængde
Forskel på bevægelsesmængde og kinetisk energi
Bevægelsesmængde som vektor

Newtons 2. lov opskrevet med bevægelsesmængde
Sammenhængen imellem ændring i bevægelsesmængde og gennemsnitlig kraft
Kraftens impuls og beregning af impuls ud fra integralet af kraft som funktion af tid

Repetition af Newtons 3. lov
Udledning af bevarelse af bevægelsesmængde (i 1 dimension) ud fra Newtons 3. lov
Forståelse af anvendelse af bevarelse af bevægelsesmængde til forståelse af fysiske situationer som sammenstød, rekyl, jetmotorer og raketter
Hvordan bevarelse af bevægelsesmængde anvendes til at regne på alfahenfald

Centrale stød
Fuldstændigt uelastisk stød, og hvordan bevarelse af bevægelsesmængde anvendes til at regne på fuldstændigt uelastiske stød
Elastiske stød og hvordan bevarelse af mekanisk energi kan anvendes sammen med bevarelse af bevægelsesmængde
Samtale om elastiske stød imellem lette og tunge objekter

Todelt elevforsøg om kraftens impuls og bevarelse af bevægelsesmængde, begge på luftpudebane
Bestemmelse af kraftens impuls ud fra målinger med digital kraftmåler
Måling af hastighed med fotogates
Forståelse af hhv. elastiske og fuldstændigt uelastiske stød på en luftpudebane

Fotoners bevægelsesmængde
Ionisering og Comptonspredning som bevis for, at fotoner har bevægelsesmængde
Lyssejl og formler for sammenhængen imellem lyseffekt og kraft
Kort om de Broglie bølgelængde
Kort demonstration af elektrondiffraktion
Kort diskussion af hvilemasse og relativistisk masse
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 6,00 moduler
Dækker over: 6 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer