Aktivitet

Arbejde og energi

Ole Trinhammer fra DTU giver her forslag til tre eksperimenter, som kan inddrages i fysikundervisningen på erhvervsuddannelserne. De karakteriseres ved at relatere til uddannelsesspecifikke problemstillinger og emner fra elevernes uddannelser.

© Styrelsen for Undervisning og Kvalitet

Om materialet

Fysikforsøgene ligner dem, man kender fra den traditionelle fysikundervisning. Men problemstillingerne er taget fra autentiske erhvervsfaglige cases.

Eksemplerne tager udgangspunkt i følgende faglige mål:

  • Energiforbrug, effekt og virkningsgrad
  • Eksperimentel behandling af et relevant fysisk emne som knytter sig til elevens erhvervsuddannelse

Eleverne lærer både at måle på fænomenerne og regne på begreberne. De fysik-relaterede problemstillinger bringer fysikfaglige begreber som eksempelvis  ”Gnidningskoefficienten” ind i en erhvervsrettet kontekst.

Der er i erhvervsuddannelserne masser af praksiseksempler, der kan behandles i fysiktimerne, eksempelvis: 

  • Hvordan kan man gøre en murers arbejde til et fysikforsøg -  hvor meget mad skal murer spise for at kunne udføre et specifikt arbejde?  
  • En SOSU-assistent, der skal flytte en patient
  • En mekaniker, der skal løfte en bil
  • En tømrer, der skal bære spær op på et tag.

 

Fysiklæreren kan lade sig inspirere til at bruge eksempler fra uddannelsesspecifikke fag, hvor fysikforsøg og efterbehandling af forsøgene foregår i fysiktimerne. 

Målet er, at eleverne skal opleve fysikundervisningen som relevant og vedkommende i forhold til deres uddannelsesvalg.

 

Planlægning/overvejelser

1. Introduktion og teori

Forløbet indledes med en fælles gennemgang af teori og beregningsmetoder vedr. energiforbrug, effekt og virkningsgrad.

Først præsenterer underviserren et problemfelt eller cases fra elevernes fremtidige erhverv, fx

  • Hvor mange sække kartofler kan man løfte op på loftet, når man har spist en portion cornflakes med letmælk til morgenmad?
  • Og hvor højt kan en elektrisk kran løfte en bil, hvis den har 1 kilowatt-time til rådighed i elektricitet?

 

Det leder til afklaring af spørgsmålet: Hvordan regner man ud, hvor stort et arbejde, man har udført?

Det kræver en definition, dvs. en fælles vedtagelse om, hvad vi fysisk set mener med arbejde.

  • Arbejde er noget, der udføres af kræfter
  • Kræfter er følelige træk eller skub
  • Hvis genstanden flytter sig en vis strækning, har kraften udført et arbejde
  • Arbejde = Kraft gange vej
  • Vi bruger symbolet F for kraft (Force) og s for strækning og A for arbejde. Udtrykt med bogstaver har vi så
  • A=F×s

 

Eksempel: At løfte et æble koster 1 joule pr meter

  • 1 Joule er cirka, hvad der kræves for at løfte et æble 1 meter op.
  • m=100 gram= 0,1 kg
  • Fløft=9,82 N/kg×0,1kg ≈1 N
  • A=F×s=1N×1m=1J
  • Her regner vi med at løftekraften er lige så stor som tyngdekraften. Tyngdekraften beregnes som tyngdefeltstyrken g=9,82 N/kg ganget med massen.

 

Herefter kan nedenstående forsøg og beregninger gennemføres. 

 

Kreditering

Forfatter: Ole L. Trinhammer, chefnanotekar, Nanoteket, DTU Fysik, Lyngby

Materialet er udarbejdet for fysiklærere på EUX i forbindelse med workshop om eksperimenter i undervisningen i fysik C på EUX på Aarhus Gymnasium, Tilst, 22. oktober 2019 og Roskilde Tekniske Skole, Vilvorde, 24. oktober 2019

Siden er opdateret 14. oktober 2020 af emu-redaktionen
Rettigheder:

Tekstindholdet på denne side må bruges under følgende Creative Commons-licens - CC/BY/NC/SA Kreditering/Ikke kommerciel/Deling på samme vilkår. Creative Commons-licensen gælder kun for denne side, ikke for sider, der måtte henvises til fra denne side.
Billeder, videoer, podcasts og andre medier og filer på siden er underlagt almindelig ophavsret og kan ikke anvendes under samme Creative Commons-licens som sidens tekstindhold.