Holdet 2022 Ba FY - Undervisningsbeskrivelse

Undervisningsbeskrivelse

Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser
Termin(er) 2022/23 - 2024/25
Institution TEC
Fag og niveau Fysik A
Lærer(e) Jakob Borbye
Hold 2022 Ba FY (B1ac Fy, B2a FY, B3a FY)

Oversigt over gennemførte undervisningsforløb
Titel 1 Termodynamik 1: Energi og tilstandsformer
Titel 2 Tryk og opdrift
Titel 3 Termodynamik 2: Gasser
Titel 4 Ellære
Titel 5 Vekselstrøm
Titel 6 Bølger
Titel 7 Atomfysik
Titel 8 Kinematik - hvordan ting bevæger sig
Titel 9 Dynamik - hvorfor ting bevæger sig
Titel 10 Arbejde og mekanisk energi
Titel 11 Repetition og samling af hold
Titel 12 Centralbevægelse og rotationsmekanik
Titel 13 Impuls, stødprocesser og impulsmoment
Titel 14 Rumfysik
Titel 15 Elektriske felter
Titel 16 Termodynamiske kredsprocesser og maskiner
Titel 17 Selvstændigt projekt
Titel 18 Forløb#12
Titel 19 Forløb#13
Titel 20 Centralbevægelse og rotationsmekanik
Titel 21 Impuls/stødprocesser + differentialligninger

Beskrivelse af de enkelte undervisningsforløb (1 skema for hvert forløb)
Titel 1 Termodynamik 1: Energi og tilstandsformer

Repetition af varemlære fra grundforløbet.
Tilstandsformer og faseovergange.
Fasediagrammer.
Fordampningsvarme og smeltevarme.
Termodynamikkens 1. hovedsætning.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 8 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 2 Tryk og opdrift

Definition af tryk.
Hydrostatisk tryk
Arkimedes lov
Indhold
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 6 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 3 Termodynamik 2: Gasser

Absolut temperatur
Idealgasloven
Jordens atmosfære
Numeriske modeller
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 18 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 4 Ellære

Elektrostatik, Coulombs lov, atomets opbygning
Elementær kredsløbsteori, strømstyrke, spændingsforskel, potential, resistans, resistivitet.
Kirchoffs kredsløbslove.
Strømkilder og modeller herfor.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 22 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 5 Vekselstrøm

I forløbet fokuseres på følgende:
- Små praktiske øvelser med vekselstrøm (transformation, induktion (Suppl), brug af oscilloskop)
- Effektivværdier for U og I.
- Beskrivelse af vekselspænding som harmonisk funktion, m.
identifikation af Amplitude, periode, vinkelfrekvens, frekvens, faseforskydning, også som forberedelse til bølgebegrebet i efterfølgende forløb (Suppl).
- Virkemåden af en generator og en transformator
Orbit B HTX ibog og i repetitionen brugtes dennes afsnit 4.15-4.17 (16.3 iSider).
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 13 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 6 Bølger

Orbit B Htx ibog kap. 5 (55iSider )

Fokus var at få en god forståelse af bølgefænomener generelt,
Længdebølger og tværbølger
Refleksion
Udbredelseshastighed
Amplitude, frekvens, bølgelængde
Interferens
Vandrende og stående bølger
Stødtoner/svævninger (Suppl)
Refleksionsloven
Brydningsloven
Gitterligningen
Det elektromagnetiske spektrum

Eksperimentelt arbejde (inkl. virtuelle eksperimenter):

Simulationer i maple (vandrende bølge, interferens,svævninger) (Suppl)
Diverse små virtuelle eksperimenter (simulationer) med interferens og små øvelser med mobiltelefon (se arbejdsseddel)
Interaktivt klassedemonstation om brydningsloven
Rapportøvelse om gitterdiffraktion
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 27 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 7 Atomfysik

Orbit B Htx ibog 6.1-6.5 (17.1 iSider)
Dertil en række kortere videoer.

Fotoelektrisk effekt (Suppl)
Partikel-bølge dualitet på kendskabsniveau. Herunder lidt om bølgefunktioner. (Suppl)
Atomets opbygning
Bohrs atommodel
Fotonenergi
Brintspektret
Rydbergformlen


Eksperimentelt arbejde:
Virtuelt eksperiment om fotoelektrisk effekt.
Rapportforsøg om emissionsspektroskopi
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 20 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 8 Kinematik - hvordan ting bevæger sig

Orbit B Htx ibog kapitel 7 samt 10.1 (34.3 iSider)


Kinematisk beskrivelse af bevægelse i én og to dimensioner
Stedfunktion, Hastighedsfunktion, accelerationsfunktion
Bevægelse i 1D med konstant hastighed
Bevægelse i 1D med konstant acceleration
Bevægelse i 2D: banekurve + koordinatfunktioner
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 10 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 9 Dynamik - hvorfor ting bevæger sig

Orbit B Htx ibog kap. 8 (34,9 iSider)


Typer af kræfter
Newtons 3 love
Snorkræfter
Normalkraft
Luftmodstand
Fritlegemediagrammer
Kraftligevægt i 1,2 og 3 dimensioner.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 24 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 10 Arbejde og mekanisk energi

Orbit B Htx iBog kap.9 (29.5 iSider)

Arbejde og mekanisk energi
Definition af arbejde (inkl. vektor definition)
Tyngdekræfters arbejde
Gnidningskræfters arbejde
Fjederkræfters arbejde
Potentiel og Kinetisk energi
Mekanisk energi

Der blev arbejdet med teori og opgaveregning
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 10 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 11 Repetition og samling af hold

I dette forløb lavedes en repetion af fysik B kernestoffet med det nye sammenlagte hold bestående af en MAt-Fys klasse og et fysik A valghold.

I forløbet arbejdede eleverne i matrixgrupper om at repetere og regne+fremlægge centrale opgaver i Fysik B kernestoffet.

Der blev også valgt valgemnestof


Indhold:
Orbit B htx/eux:
kap. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10.1-10.6
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 8 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 12 Centralbevægelse og rotationsmekanik

Kernestoffet om centralbevægelse og rotationsmekanik

Newtons gravitationslov
Jævn cirkelbevægelse, centripetalacceleration og -kraft
Kinematik ved centralbevægelse: vinkel, vinkelhastighed og vinkelacceleration
Energiforhold ved centralbevægelse

Massemidtpunkt
Inertimoment
Kraftmoment
KraftMomentsætningen



Eksperimentelt arbejde:
Det koniske pendul

"They see me rolling"
eleverne designer og fremstiller (3D-printning, PLA) en cylinder specificeret med given radius, masse og inertimoment. Derefter laves et rulleforsøg på skråplan, med henblik på at undersøge om der er mekanisk energibevarelse og om den translatoriske acceleration er som forventet.

"It don't mean a thing if it ain't got that swing"
eleverne designer og fremstiller (laserskæring, mdf-plade) et fysisk pendul og undersøger om svingningstiden svarer til den teoretisk forventede

Indhold:
Orbit A htx kap 1+2+12.6+12.7

Vi har udover bogens skalære form arbejdet med gravitationsloven, kraftmoment og kraftmomentsætningen på vektorform.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 20,00 moduler
Dækker over: 17 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 13 Impuls, stødprocesser og impulsmoment

Impuls og stødprocesser

"Overgangsforløb" mellem mekanik og Rumfysik. Til dels repetition for valgholdet der havde dette forløb i 2.g, mens mat-fys holdet havde et supplerende forløb om differentialligninger i fysik (SRC).

Impulsbegrebet indføres
Formulering af Newtons 2.lov med impuls
Impulsbevarelse
Elastisk og uelastisk stød
Ikkecentralt stød
Impulsmoment


Indhold:
Orbit A htx 12.1-12.5
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 8 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 14 Rumfysik

I forløbet har der været arbejdet med


Analytisk med raketligningen og dens udledelse, samt rakettens bevægelse i uniformt tyngdefelt.
Programmet "Spaceflight Simulator" har været anvendt til at simulere rummissioner, og undersøge flertrinsraketter, ikke-cirkulære baner og banemanøvrer med en intuitiv og kvalitativ tilgang.
I forløbet har eleverne i grupper foretaget en statisk motortest, bygget og opsendt modelraketter og før opsendelse foretaget teoretiske beregninger af flyvehøjde (med selvvalgte antagelser ifht. luftmodstand).
Data logget under opsendelsen er sammenlignet med beregningerne, og dannet bnasis for en større projektrapport.

Indhold:
https://enverdenaffysika.systime.dk/?id=203,
vejledninger til statisk motortest og opsendelse
Frivilligt læsestof om Hohmann og bielliptisk baneskift forbindelse med brugen af "Spaceflight Simulator":
https://colorado.pressbooks.pub/introorbitalmechanics/chapter/chapter-7-manuvering/


Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 10 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 15 Elektriske felter

Coulombs lov
Felter omkring flere punktladninger
Linjeladning (feltet fra homogen linjeladning)
Overfladeladning (feltet fra homogent ladet plan)
Homogent felt mellem to planer
Kapacitorer opbygning, felter, spændings- og energiforhold
Kobling af kapacitorer
Oplaqdning og afladning af kapacitor (eksperiment)
Kendskab til anvendelse af kapacitorer til ensretning og RC-led til filtrering af vekselstrømssignaler (prøvet i eksperiment, men ikke arbejdet med matematikken)

Indhold:
Orbit A htx kap. 3
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 12 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 16 Termodynamiske kredsprocesser og maskiner

Termodynamiske processer og maskiner

Idealgasligningen
Tilstandsvariable for ideale gasser
Begreberne system, åbent, lukket og isoleret
Termodynamikkens 1. HS
Gassers arbejde og indre energi
p(V) grafer og bestemmelse af gasarbejde herfra
Delprocesserne isobar, isoterm, isokor og adiabatisk

Termodynamiske maskiner
Kraftvarme, varmepumper, kølemaskiner og deres systemdiagrammer
Def. af virkningsgrad og effektfaktor
Carnotmaskine inkl. Carnot virkningsgrad og effektfaktor
Kvalitativ behandling af entropibegrebet ud fra begreberne mikrotilstand og makrotilstand

I forløbet er der lavet et eksperimentelt projekt indeholdende:

Målinger på lille stirlingmotor koblet til generator
Måling af p,V, Thøj, Tlav, samt U og I.
Databehandling af p(V) data for bestemmelse af gasarbejdets effekt
Brug af brændstoffets brændværdi og U og I til at bestemme virkningsgrader for de enkelte energiomdannelsestrin. Bestemmelse af Carnot-virkningsgrad.

Målinger på varmepumpe:
Måling på modtaget og afgivet  varme i reservoirer, måling af varmepumpens elektriske effektforbrug. Bestemmelse af reel og Carnot-effektfaktor.


Indhold:
Orbit A htx kap 4+5 (5.12 undtaget)
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 17 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 17 Selvstændigt projekt

Det selvstændige projekt fysik A.
Der afleveredes en projektbeskrivelse
Der var afsat 14 timer med laboratorieadgang.
Fordybelsestiden inkluderer tid til forberedelse af prøvefremlæggelse af projekt for klassen (uden feedback fra lærer)
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 16 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 18 Forløb#12

Indhold
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 0 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 19 Forløb#13

Indhold
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 0 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 20 Centralbevægelse og rotationsmekanik

Indhold
Omfang Estimeret: 20,00 moduler
Dækker over: 0 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 21 Impuls/stødprocesser + differentialligninger

3a arbejder med impuls og stødprocesser, 3m arbejder med differentialligninger i fysik
Indhold
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 0 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer