Holdet 2024 FY2 - Undervisningsbeskrivelse

menu

Undervisningsbeskrivelse

Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser
Termin(er) 2024/25
Institution X - Espergærde Gymnasium og HF
Fag og niveau Fysik A
Lærer(e) Mette Machholm
Hold 2024 FY2 (3g FY2, 3g FY2 øv)

Oversigt over gennemførte undervisningsforløb
Titel 1 Bevægelse
Titel 2 Gravitation
Titel 3 Bevægelsesmængde og stød
Titel 4 Elektriske og magnetiske felter
Titel 5 Digitale bøger og opslagsværker til eksamen
Titel 6 Elbilens fysik
Titel 7 Kvantemekanik og moderne fysik
Titel 8 Repetition

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

Tema
Bevægelse i 2 dimensioner

Indhold
- Arbejde, effekt og kraftanalyse
- Bevægelse og Newtonslove i 2 dimensioner
- Skråt kast, kasteparabel, max højde og kastelængde
- Jævn cirkelbevægelse: vektorfunktioner for sted, hastighed og acceleration. vinkelhastighed, omløbstid
- Centripetalkraft, satellit i geostationær bane
- Gnidning og luftmodstand, formfaktor
- Elastisk kraft, harmoniske svingninger, samt kraft og energiforhold ved harmoniske svingninger
- Simulere lodret fald med luftmodstand vha. Excel

Udledninger
- v^2-gnidningsloven
- kasteparabel, xmax og max højde
- vektorfunktioner for jævn cirkelbevægelse, samt energibevarelse for rutsjebaneloop
- Radius af synkrobanen
- Hookes lov for lod i lodret fjeder
- energi i harmonisk fjedersvingning

Kernestof
- bevægelser i én og to dimensioner, herunder skråt kast og jævn cirkelbevægelse
- kraftbegrebet og Newtons love, herunder gnidning og luftmodstand
- kraft- og energiforhold ved harmonisk svingning

Faglige mål
- kende og kunne opstille og anvende modeller til en kvalitativ eller kvantitativ forklaring af fysiske fænomener og sammenhænge samt kunne diskutere modellers gyldighedsområde
- kunne tilrettelægge, beskrive og udføre fysiske eksperimenter til undersøgelse af en åben problemstilling og præsentere
resultaterne hensigtsmæssigt
̶ kunne behandle eksperimentelle data ved hjælp af blandt andet it-værktøjer med henblik på at afdække og diskutere
matematiske sammenhænge mellem fysiske størrelser
- i simple tilfælde kunne simulere fysiske systemers opførsel ved hjælp af it-værktøjer

Relation til matematik
- Differentialregning, væksthastighed, integralregning og differentialligning

Eksperimenter
- lodret fald med luftmodstand
- lodret svingende fjeder og mekanisk energi
- pendul
- jævn cirkelbevægelse
- konisk pendul
- skråt kast
- ekskursion til tivoli med eksperimentel undersøgelse af bl.a. lodret cirkelbevægelse i ballongyngen og accelereret fald i det gyldne tårn
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 23,00 moduler
Dækker over: 24 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 2 Gravitation

Tema
Satelitter

Indhold
- skalarfelt, vektorfelt, gravitationsfelt, Gravitationskonstanten
- Gravitationsfeltet omkring et rundt legeme
- satellit i geostationær bane (synkrobanen)
- potentiel energi i et gravitationsfelt
- mekanisk energi i et gravitationsfelt
- undvigelseshastighed
- Keplers love
- fart, omløbstid, kinetisk energi og mekanisk energi for cirkulært kredsløb i et gravitationsfelt

Udledninger
- radius på geostationær bane
- potentiel energi i et centralt gravitationsfelt
- undvigelseshastighed
- Keplers 3. lov for cirkulært kredsløb

Kernestof
- gravitationsloven og bevægelse om et centrallegeme
- mekanisk energi i et homogent tyngdefelt og for gravitationsfeltet om et centrallegeme

Faglige mål
- kende og kunne opstille og anvende modeller til en kvalitativ eller kvantitativ forklaring af fysiske fænomener og sammenhænge
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 5,00 moduler
Dækker over: 5 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 3 Bevægelsesmængde og stød

Tema
Sammenstød og henfald

Indhold
- bevægelsesmængde,
- kraftens impuls, sammenhængen mellem resulterende kraft og ændring i bevægelsesmængde
- centralt stød
- bevarelse af bevægelsesmængde
- elastiske og uelastisk stød, herunder fuldstændigt uelastistik stød
- fotonens bevægelsesmængde
- Q-værdi ved kernereaktioner - repetion af alfa, beta og gammahenfald

Kernestof
- bevarelsessætningen for bevægelsesmængde, herunder elastiske og uelastiske stød i én dimension
- fotoners bevægelsesmængde
- ækvivalensen mellem masse og energi, herunder Q -værdi ved kernereaktioner

Faglige mål
- kende og kunne opstille og anvende modeller til en kvalitativ eller kvantitativ forklaring af fysiske fænomener og sammenhænge
- kunne tilrettelægge, beskrive og udføre fysiske eksperimenter til undersøgelse af en åben problemstilling og præsentere
resultaterne hensigtsmæssigt
̶ kunne behandle eksperimentelle data ved hjælp af blandt andet it-værktøjer med henblik på at afdække og diskutere
matematiske sammenhænge mellem fysiske størrelser

Relation til matematik
- Differentialregning og integralregning

Eksperimenter
- bevarelse af bevægelsesmængde ved kollisioner
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 10,00 moduler
Dækker over: 10 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 4 Elektriske og magnetiske felter

Tema
Elektriske og magnetiske felter

Indhold
- Coulombs lov, ladning som egenskab ved stof, elementarladning
- elektrisk felter, feltstyrke, elektisk felt fra en punktladning
- spændingsfald, elektrisk potentiel energi
- homogent elektrisk felt, elektrisk felt mellem to parallel plader, acceleration af ladet partikel i elektrisk felt
- afbøjning af ladet partikel i homogent elektrisk felt
- magnetiske felter og feltet fra en magnetisk dipol
- magnetfeltet omkring en strømførende ledning eller en spole
- kraften på en ladet partikel i et magnetfelt, højrehåndsreglen, radius af bane for en ladet partikel i et magnetfelt
- Laplaces lov, lillefingerreglen
- cyklotronen, cyklotronfrekvens, maksimal kinetisk energi i cyklotron
- massespektrometeret og hastighedsfilter
- magnetisk flux, faradays induktionslov, induceret spænding, induktion i lige leder og Lenz' lov

Udledninger
- radius af bane for en ladet partikel i et magnetfelt
- Laplaces lov
- cyklotronfrekvensen
- maksimal kinetisk energi i cyklotron
- Lenz' lov


Kernestof
- elektrisk felt og kraften på en elektrisk ladning, herunder feltet omkring en kuglesymmetrisk ladning og homogent elektrisk felt
̶ eksempler på magnetiske felter, herunder homogent magnetisk felt og kraften på en strømførende leder
̶ ladede partiklers bevægelse i homogene elektriske og magnetiske felter
̶ induktion, herunder Faradays induktionslov

Faglige mål
- kende og kunne opstille og anvende modeller til en kvalitativ eller kvantitativ forklaring af fysiske fænomener og sammenhænge samt kunne diskutere modellers gyldighedsområde
- kunne tilrettelægge, beskrive og udføre fysiske eksperimenter til undersøgelse af en åben problemstilling og præsentere
resultaterne hensigtsmæssigt
̶ kunne behandle eksperimentelle data ved hjælp af blandt andet it-værktøjer med henblik på at afdække og diskutere
matematiske sammenhænge mellem fysiske størrelser
- gennem eksempler kunne perspektivere fysikkens bidrag til teknologi

Eksperimenter
- Laplaces lov
- induktion i spole ved passage af magnet ophængt i fjeder
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 12,00 moduler
Dækker over: 13 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 5 Digitale bøger og opslagsværker til eksamen

Disse bøger er brugt i undervisningen og eleverne har kun adgang til dem elektronisk
Databog Fysik Kemi https://databog-fysik-kemi-lmfk.praxis.dk/1
Elbilens fysik [url]https://elbilens_fysik.praxis.dk[/url]
Laseren - den moderne lyskilde https://laseren-lmfk.praxis.dk/1

Disse opslagsværker er brugt i undervisningen og eleverne har kun adgang til dem elektronisk
Ordbogen.com https://www.ordbogen.com/
Kernekort https://www.nndc.bnl.gov/nudat3/

Disse værktøjer til dataanalyse har eleverne kun adgang til via Verniers websider - de kan bruges til dataanalyse og videoanalyse i forbindelse med eksamen
Vernier videoanalyse https://videoanalysis.app/?key=vaT9d7qFGj
Vernier graphicalanalysis https://graphicalanalysis.app/?key=gaWQx85zSk
Indhold
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 0 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 6 Elbilens fysik

Tema
Elbilens fysik

Indhold
Batteriet
- elementer og batterier
- Kirchhoffs 1. og 2. lov, samt serie- og parallelforbindelse af resistorer
- model af et element, hvilespænding, polspænding, indre resistans, kortslutningsstrøm
- elektrisk effekt, effekt afsat i ydre resistor, maksimal effekt af et element
- nyttevirkning af et element, nyttevirkning ved maksimal effekt
- serie- og parallelforbindelse af elementer
- maksimal kapacitet, ladningstilstand SoC, maksimalt energiindhold i batteri, nominelt spændingsfald
Jævnstrømsmotoren
- jævnstrømsmotorens opbygning og bestanddele, rotor, stator
- Laplaces lov, motorkraften, motorkonstanten
- induceret spændingsfald/modspænding
- mekanisk effekt
- model af en jævnstrømsmotor: vindingsresistans, induceret modspænding, forsyningsspænding
- optimering af motorkonstanten
- nyttevirkning af jævnstrømsmotor (uden og med nulstrøm)
- gearing, gearingsforhold, vinkelfrekvens, fremdriftskraften
- rullemodstand, luftmodstand
- kraftmoment, momentligningen, stopmoment

Udledninger
- effekt afsat i ydre resistor
- maksimal effekt af et element
- nyttevirkning af et element
- nyttevirkning ved maksimal effekt
- nyttevirkning af jævnstrømsmotor
- sammenhængen mellem vinkelhastighed og kraftmoment

Kernestof
- Fysik i det 21. århundrede: Elbilens fysik

Faglige mål
- kende og kunne opstille og anvende modeller til en kvalitativ eller kvantitativ forklaring af fysiske fænomener og sammenhænge samt kunne diskutere modellers gyldighedsområde
- kunne tilrettelægge, beskrive og udføre fysiske eksperimenter til undersøgelse af en åben problemstilling og præsentere
resultaterne hensigtsmæssigt
̶ kunne behandle eksperimentelle data ved hjælp af blandt andet it-værktøjer med henblik på at afdække og diskutere
matematiske sammenhænge mellem fysiske størrelser
- gennem eksempler kunne perspektivere fysikkens bidrag til teknologi og samfundsudviklingen

Eksperimenter
- karakteristik og nyttevirkning af et element
- jævnstrømsmotorens kraftmoment, vinkelhastighed og nyttevirkning
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 12,00 moduler
Dækker over: 11 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 7 Kvantemekanik og moderne fysik

Tema
Den kvantemekaniske revolution i begyndelsen af 1900-tallet, og perspektiveret med laseren

Indhold
- termisk stråling (varmestråling) og Wiens forskydningslov
- fotonens energi og bevægelsesmængde, de Broglie bølgelængden, partikel bølgedualitet, dobbeltsspalte eksperiment
- fotoelektrisk effekt, løsrivelsesarbejde
- kvantisering, komplementaritetsprincippet, Heisenbergs usikkerhedsprincip
- atomets opbygning, Bohrs atommodel, stimuleret absorption og emission, samt spontant emission
- laseren, optisk pumpning og populations inversion, laserlysets egenskaber,

Udledninger
- gitterformlen - s. 228-229 FysikABbogen 1
- de Broglie bølgelængden ud fra fotonens bevægelsesmængde - s. 235 En verden af fysik A

Kernestof
- atomers opbygning
- fotoners energi og bevægelsesmængde, partikel-bølge-dualitet, atomare systemers emission og absorption af stråling,
spektre

Faglige mål
- kende og kunne opstille og anvende modeller til en kvalitativ eller kvantitativ forklaring af fysiske fænomener og sammenhænge samt kunne diskutere modellers gyldighedsområde
- i simple tilfælde kunne simulere fysiske systemers opførsel ved hjælp af it-værktøjer
- gennem eksempler kunne perspektivere fysikkens bidrag til teknologi
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 5,00 moduler
Dækker over: 4 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer