EÐLI 2DL 05 - Eðlisfræði daglegs lífs, fyrri hluti

Grunnáfangi í eðlisfræði, áfangi fjallar um aflfræði og ljósfræði

Sjá nánar um hæfniviðmið í skólanámskrá VÍ . Námsmat kann að vera öðruvísi í fjarnámi og dagskóla.

Áfangalýsing

Í áfanganum er lagður grunnur að aflfræði með hreyfilögmálum Newtons, varðveislu skriðþungans, eðliseiginleikum efnis og ljósfræði og nánar farið í varðveislu orkunnar en gert var í NÁT 123. Gert er ráð fyrir þessari grunnþekkingu í framhaldsáföngum í eðlisfræði.Í verkefnavinnu áfangans er lögð áhersla á nákvæmni í framsetningu, röksemdafærslu og notkun formúlna. Auk styttri verkefna er lögð áhersla á að nemandinn kynnist lögmálum eðlisfræðinnar af eigin raun með verklegum æfingum, kynnist nútímatækni við skráningu og úrvinnslu, riti í verkbók og kunni að skrifa skýrslur um tilraunir. Gert er ráð fyrir að nemandi vinni 3 verklegar æfingar undir leiðsögn kennara en tilhögun ræðst af aðstæðum.

Markmið

Nemandi

  • þekki og geti notað lögmál Newtons við að leysa dæmi, en í því felst m.a. að
    • koma orðum að lögmálum Newtons og gefa dæmi um notkun þeirra
    • teikna og reikna út einfaldar kraftamyndir, sér í lagi fyrir hluti á skáfleti
    • þekkja tengsl núningskrafts og þverkrafts og reikna núningskraft út frá núningsstuðli
    • útskýra mismuninn á massa hlutar og þyngd hans
    • gera í grófum dráttum grein fyrir framlagi Newtons til eðlisfræðinnar
  • þekki helstu orkuform og geti leyst verkefni með lögmálinu um varðveislu orkunnar, en í því felst m.a. að
    • leysa dæmi sem fjalla um breytingu eins orkuforms í annað, s.s. stöðuorku í hreyfiorku og hreyfiorku í varma
    • lýsa hvernig orka „tapast“ þegar unnið er á móti núningskrafti
    • reikna nýtni vélar út frá gefnum forsendum
    • nota jöfnuna E = mc2 við að reikna út orku sem losnar úr læðingi við kjarnahvörf
  • þekki lögmálið um varðveislu skriðþunga og geti notað það til að leysa einföld dæmi um línulega árekstra, bæði alfjaðrandi og ófjaðrandi
  • kunni að setja fram lögmál Newtons á formi skriðþungabreytinga og þekki í því sambandi hugtakið atlag
  • þekki helstu form efna, s.s. vökva, kristallaða og myndlausa storku, gas
  • kunni að nota lögmál Hookes við að reikna aflögun efna
  • geti notað reglu Pascals og lögmál um þrýsting í vökva til að útskýra hvernig loftvogir og vökvalyftur vinna og geti reiknað út einföld dæmi um þrýsting í vökva
  • geti notað lögmál Arkimedesar til að reikna út uppdrif hluta
  • þekki helstu lögmál um eðli ljóss, s.s. lögmálið um speglun, brotlögmálið og lögmál Snells, og geti notað þau til að leysa einföld dæmi í ljósfræði, en í því felst m.a. að
    • þekkja samband brotstuðuls efnis og ljóshraða
    • sýna fram á hvenær alspeglun getur átt sér stað og geta reiknað markhorn á skilum efna út frá gefnum brotstuðlum
    • teikna geislagang í íhvolfum speglum og þunnum safn- og dreifilinsum og geta ákvarðað hvort mynd er raunmynd eða sýndarmynd
    • leiða linsuformúluna út frá reglum um þríhyrninga
    • finna þriðju stærðina í linsuformúlunni ef hinar tvær eru gefnar og vita hvaða upplýsingar formkerfið gefur
    • reikna út stækkun út frá fjarlægð hlutar frá linsu
    • geta ákvarðað hvort linsa er dreifi- eða safnlinsa í lofti út frá lögun hennar.

Efnisatriði

Tregða og kraftur. 1., 2. og 3. lögmál Newtons, heildarkraftur, newton. Þverkraftur, núningskraftur og núningsstuðull. Fjaðurkraftar og lögmál Hookes. Massi og þyngd. Vinna, joule, afl, watt, kílówattstund, hreyfiorka, stöðuorka, varðveisla orkunnar, varmi, nýtni véla, jafngildi massa og orku. Skriðþungi, fjaðrandi og ófjaðrandi árekstrar, atlag, lokað kerfi, varðveisla skriðþunga, bakslag. Ástandsform efnis, vökvi, kristalgrind, eðlismassi, þrýstingur í vökva og lofti, þrýstingseiningar, regla Pascals, flotkraftur, lögmál Arkimedesar, lögmál Poiseuilles, lögmál Bernoullis. Speglun ljóss, ljósbrot, brotstuðull, ljóshraði, lögmál Snells, alspeglun, markhorn, geislagangur, brennivídd, linsuformúlan, samsett linsukerfi (smásjár og sjónaukar), augað, stækkun.

Námsgögn

  • Eðlisfræði fyrir byrjendur. Dæmasafn með skýringum eftir Vilhelm Sigfús Sigmundsson.  Bókin fæst í Bókabúð Eymundssonar, Griffli og A4, einnig hjá kennara, sendið tölvupóst á vilhelm@verslo.is