Holdet 2022 FY-A.1 - Undervisningsbeskrivelse

Undervisningsbeskrivelse

Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser
Termin(er) 2022/23 - 2024/25
Institution HTX Roskilde
Fag og niveau Fysik A
Lærer(e) Peter Gross
Hold 2022 FY-A.1 (1.1 FY-A, 2.1 FY-A, 3.1 FY-A)
Oversigt over gennemførte undervisningsforløb
Titel 1 Stof og energi
Titel 2 Væsker og gasser
Titel 3 SO2: Ballonprojekt
Titel 4 Lys og spektre
Titel 5 Geometrisk optik
Titel 6 Ellære 1
Titel 7 SO-forløb: Batterier
Titel 8 Ellære 2
Titel 9 Mekanik A
Titel 10 SRC
Titel 11 Termodynamik
Titel 12 Elektrofysik
Titel 13 Elbilens fysik
Titel 14 Selvstændigt projekt
Titel 15 Repetition og eksamenstræning

Beskrivelse af de enkelte undervisningsforløb (1 skema for hvert forløb)
Titel 2 Væsker og gasser

Væsker og gasser

Kernestof:
- Trykbegrebet, trykenheder
- Tryk af og i væsker, opdrift, Arkimedes' lov
- Ideale gasser, tilstandsligningen og idealgasloven
- Gassers densitet

Eksperimenter:
- Densitet af sten
- Det absolutte nulpunkt
- Molarmasse af lightergas
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 11,00 moduler
Dækker over: 13 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 3 SO2: Ballonprojekt

Indhold:

Forløbene:

- Geometri og trigonometri
- cirklen og den rette linje
- rumgeometri

danner baggrund for dette forløb.

Emne:

- Vinkler (topvinkel, spidsvinke, stumpvinkel, vinkelsum
- Trekanter (ligedannede/ensvinklede, ligesidet)
- skalafaktor
- Ortogonale linjer

- bevis for vinkelsum i en trekant og grafisk bevis for ortogonale linjer (a*c = -1 hvis og kun hvis linje l og linje m er ortogonale)

Kernestof:

https://matbhtx.systime.dk/?id=p273 (3.1.1 Trekantens stykker)
https://matbhtx.systime.dk/?id=p276 (3.1.3 Ensvinklede trekanter)

https://matbhtx.systime.dk/?id=p265 (4.3.5 Ortogonale linjer)

Supplerende stof:

Eksperimentelt arbejde + arbejdsark:

Noter/Tavlenoter:

"1.1 Projekt ballonflyvning 2022.docx"
"Ballonprojekt_matkrav.docx"


SO-tema: Videnskab og teknologi

På HTX Roskilde er der tradition for at alle førsteårselever i forårsperioden fremstiller en varmluftsballon, og en dag hvor vejret er godt, bliver alle ballonerne sendt i luften én ad gangen og bliver beundret for deres flotte farver og flyveegenskaber.


FORMÅL
Formålet med dette projekt er ved hjælp af samspillet mellem forskellige fagligheder, metoder og færdigheder at opnå ét fælles mål, nemlig at opnå den fornødne viden og dokumentere arbejdsprocessen, der leder frem til en flyvefærdig ballon.

Målene understøttes af arbejdet med:
• Planlægningsværktøjer i form af tidsplaner og daglig logbogsskrivning
• Videnskabelig metode inden for naturvidenskab, hvor der skal arbejdes med eksperimenter med ballon og brænder
• Videnskabelig dokumentation i form af logbog og rapport
• Analyser og eksperimenter i matematik, fysik, kemi og teknologi
• Refleksion over egen indsats fagligt og i gruppearbejdet.

SO-FAGLIGE MÅL (fra bekendtgørelsen)

Der er fokus på samspillet mellem fagene, så der arbejdes med målene, hvor man:

• Kombinerer viden og metoder fra fagene til indsamling og analyse af empiri og bearbejdning af problemstillingen– så fysik, matematik, kemi og teknologi bidrager med deres fagligheder til det store billede
• Demonstrerer evne til faglig skriftlig formidling – der skal udarbejdes en rapport over arbejdet, (der også kan benyttes som matematikprojekt)
• Vurderer forskellige fags og metoders muligheder og begrænsninger i arbejdet med problemstillingen – hvad bidrager de forskellige fag med til løsningen for denne opgave?
• Anvender relevante studiemetoder og forholder sig refleksivt til egen læreproces og eget arbejde. I dette projekt skal I lægge særlig vægt på læsestrategi i naturvidenskab
• Opnår viden om og træning i gruppearbejde som læringsmetode.

SO-Fagligt INDHOLD OG KERNESTOF
• Videnskab og teknologi

SO-STUDIEMETODER
• Metoder til planlægning, problemformulering og gennemførelse af problembaseret projektarbejde på tværs af fag
• Skrivehandlinger, fremstillingsformer og genrer i fagene og på tværs af fag, herunder sprogrigtighed og argumentation
• Metoder til procesorienteret evaluering og fremadrettet feedback, herunder udbytte af faglig vejledning og evaluering af eget arbejde.

FAGENE BIDRAGER MED

Matematik bidrager med:
• Design og dimensionering af ballonen
• Viden om og beregning af rumfang og overfladeareal af ballonen til brug i fysik
• Beregning af ballonskabeloner til anvendelse ved bygning af ballonen
• Anvendelse af it-værktøjer til visualiseringer og undersøgelser, samt til dokumentation
• Anvendelse af it ved gentagne beregninger.


Fysik bidrager med:
• Viden om opdrift, effekttab, brændværdi og luftens densitet ved forskellige temperaturer
• Konkrete beregninger på ballonen
• Viden om og anvendelse af den naturvidenskabelige metode
• Dokumentation af eksperimenter.

Kemi bidrager med:
• Viden om og anvendelse af den naturvidenskabelige metode
• Viden om forbrændingsprocesser
• Optimering af forbrændingsprocessen, herunder justering af brænder
• Dokumentation af eksperimenter.

Teknologi bidrager med:
• Planlægning og styring af processen
• Idé- og produktudvikling af brænder. Brandtiden må maksimalt være 1 minut
• Opbygning af en flerfaglig rapport
• Opbygning af SO-ballonrapport, herunder formalia vedrørende brug af kilder (APA-standarden)
• Produktion af ballon og brænder.

PRODUKTER
• Dokumentation i form af rapport
• Konkret ballon til opsendelse
• Selvrefleksion
• Grupperefleksion.

EVALUERING
• Formativ feedback fra de involverede fag
• Ballonfremstilling med efterfølgende opsendelse.

UNDERVISNINGSTID OG FORDYBELSESTID
Matematik: 18 timer (12 moduler) og 6 timer
Fysik: 9 timer (6 moduler) og 4 timer
Kemi: 9 time (6 moduler) og 2 timer
Teknologi: 12 timer (8 moduler) og 2 timer.
Indhold
Kernestof:

Skriftligt arbejde:
Titel Afleveringsdato
Ballonprojektrapport 31-03-2023
SO2: Ballonprojektrapport 31-03-2023
SO2: Ballonprojektrapport 31-03-2023
Omfang Estimeret: 12,00 moduler
Dækker over: 9 moduler
Særlige fokuspunkter
  • Faglige
  • Lytte
  • Læse
  • Søge information
  • Skrive
  • Diskutere
  • Projektarbejde
  • Formidling
  • Selvrefleksion
  • Almene (tværfaglige)
  • Analytiske evner
  • Overskue og strukturere
  • Personlige
  • Selvtillid
  • Initiativ
  • Ansvarlighed
  • Kreativitet
  • Sociale
  • Samarbejdsevne
  • Åbenhed og omgængelighed
  • IT - Maple, Geogebra
  • Tekstbehandling
  • Regneark - Excel
Væsentligste arbejdsformer
  • Eksperimentelt arbejde
  • Gruppearbejde
  • Lærerstyret undervisning
  • Projektarbejde
Titel 5 Geometrisk optik

Geometrisk optik.

Supplerende stof:
- Linser, spredelinser, samlelinser, brændvidde
- Øjet, briller og dioptrier
- Linseformlen med anvendelser
- Linsemagerformlen.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 6,00 moduler
Dækker over: 6 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 7 SO-forløb: Batterier

SO-forløb: Batterier.

Kernestof:
- Den elektrokemiske celle
- Hvilespænding og indre modstand
- Serie- og parallelkobling af celler

Eksperimenter:
- Konstruktion af to Daniell-elementer
- Måling af hvilespænding og indre modstand
- Måling på serie- og parallelkoblede celler.

Litteratur: ORBIT B side 126-133 med mere.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 6,00 moduler
Dækker over: 5 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 8 Ellære 2

Ellære 2.

Kernestof:
- Vekselstrøm, effektivværdi og maksimalværdi,
- Trefasesystemet og transformatoren,
- Stjernekobling.

Litteratur: ORBIT B (trykt udgave), kapitel 7.1-7.3.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 7,00 moduler
Dækker over: 6 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 9 Mekanik A

Mekanik A.

Kernestof:
- 1D-kinematik: Jævn bevægelse, bevægelse med konstant acceleration,
- Frit fald og skråt kast,
- Newtons love,
- Typer af kræfter og kraftanalyse,
- Skråplanet,
- Arbejde, potentiel og kinetisk energi, fjederenergi,
- Arbejdssætningen og mekanikkens energisætning,
- Jævn cirkelbevægelse,
- Newtons gravitationslov, Solsystemets dynamik, Keplers love,
- Kraftmoment og statisk ligevægt,
- Rotationsenergi og inertimoment, Steiners sætning,
- Momentsætningen,
- Kombinerede bevægelser, herunder rulning.

Litteratur: ORBIT B (trykt version), kapitel 10, 11 og 12.
ORBIT A (trykt version), kapitel 1 og 2.
Stive Legemers Bevægelse, afsnit 1-7.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 40,00 moduler
Dækker over: 38 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 10 SRC

SRC.

Med Matematik A: Trigonometriske funktioner i fysikken.

Supplerende stof:
- Mekaniske bølger og bølgefunktioner
- Lyd og interferens
- Stående bølger, stødtoner og Dopplereffekt.

Med udgangspunkt i undervisningen valgte eleverne selv et projekt, som dannede grundlag for SRC'en.

Litteratur: ORBIT B, kapitel 8.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 8,00 moduler
Dækker over: 9 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 11 Termodynamik

Termodynamik.

Kernestof:
- Repetition af idealgasloven og tilstandsligningen
- Processer med en ideal gas
- Termodynamikkens 1. hovedsætning
- Kredsprocesser og motorer
- Carnots sætning
- Termodynamikkens 2. hovedsætning
- Varmepumper og køleanlæg

Supplerende stof:
- Reversible og irreversible processer
- Udledning af Carnots sætning.

Litteratur: ORBIT A htx, kapitel 5 og 6, samt noter om Carnots sætning.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 15,00 moduler
Dækker over: 15 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 13 Elbilens fysik

Introduktion til elbilens fysik.

Supplerende stof:
- Laplaces lov, strømvægten
- Magnetfelt omkring ledere, Hall-sonden
- Induktionsloven
- Jævnstrømsmotoren
- introduktion til trefasemotoren.

Litteratur: Egne noter om jævnstrømsmotoren plus dele af ORBIT A, kapitel 4.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 6,00 moduler
Dækker over: 6 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 14 Selvstændigt projekt

Supplerende forløb: Selvstændigt projekt.
Indhold
Omfang Estimeret: 9,00 moduler
Dækker over: 9 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer